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Kotlin コルーチン (coroutine) でやりたい「非同期直列」

Last updated : 2022-06-19 16:01

いまや JSON な REST API を使うとき、よくある「非同期な連続するリクエスト」。

かんたんに書きたいですよね。

Kotlin で非同期といえばコルーチンですよね。

しかし「コルーチン」とカタカナで書くと気持ち悪いですね!

experiment で仕様もまだまだ更新しているようですが、自分なりに咀嚼してその瞬間で答えを持っておくことは大事なことと思っています。

なので、少しやってみました!

きっかけ

楽勝と思っていました。
すいません。

準備

実行しているスレッド名をわかりやすくログに表示させるようにしておきます。


private fun log(message: String = "") {
  println("[%s] %s".format(Thread.currentThread().name, message))
}

試していく

任意の Activityの中で実行します。

まずは、


log("START")
for (i in 1..5) {
  log("$i")
  Thread.sleep(1000)
}
log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] 1
I/System.out: [main] 2
I/System.out: [main] 3
I/System.out: [main] 4
I/System.out: [main] 5
24334-24334/com.example.helloworld I/System.out: [main] END

これを launch で非同期処理にします。


log("START")
launch {
  log("START")
  for (i in 1..5) {
    log("$i")
    delay(1000)
  }
  log("END")
}
log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] END

非同期処理には「キャンセル」処理は必須です。ユーザからのイベント以外にもAndroidアプリには必ずライフサイクルがつきまといます。


log("START")
val job = launch {
  log("START")
  for (i in 1..5) {
    log("$i")
    delay(1000)
  }
  log("END")
}
log("END")

fab.setOnClickListener {
  job.cancel()
  log("Canceled!! $job")
}


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] 2
I/System.out: [main] Canceled!! StandaloneCoroutine{Cancelling}@26aa10a

並列で非同期処理。


log("START")
launch {
  log("LAUNCH - START")
  async {
    log("ASYNC - A - START")
    for (i in 1..5) {
      log("A - $i")
      delay(1000)
    }
    log("ASYNC - A - END")
  }
  async {
    log("ASYNC - B - START")
    for (i in 1..5) {
      log("B - $i")
      delay(1000)
    }
    log("ASYNC - B - END")
  }
  log("LAUNCH - END")
}
log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] LAUNCH - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] LAUNCH - END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - B - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] B - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - B - END

直列で非同期処理。


log("START")
launch {
  log("LAUNCH - START")
  async {
    log("ASYNC - A - START")
    for (i in 1..5) {
      log("A - $i")
      delay(1000)
    }
    log("ASYNC - A - END")
  }.join()
  async {
    log("ASYNC - B - START")
    for (i in 1..5) {
      log("B - $i")
      delay(1000)
    }
    log("ASYNC - B - END")
  }.join()
  log("LAUNCH - END")
}
log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] LAUNCH - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - B - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - B - END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-3] LAUNCH - END

これに、先程のキャンセル処理を加えて、直列 + キャンセル処理に。
coroutineContext を使って、親をキャンセルで子もキャンセルします。


log("START")
val job = launch {

  log("LAUNCH - START")

  async(coroutineContext) {
    log("ASYNC - A - START")
    for (i in 1..5) {
      log("A - $i")
      delay(1000)
    }
    log("ASYNC - A - END")
  }.join()

  async(coroutineContext) {
    log("ASYNC - B - START")
    for (i in 1..5) {
      log("B - $i")
      delay(1000)
    }
    log("ASYNC - B - END")
  }.join()

  log("LAUNCH - END")
}

fab.setOnClickListener {
  job.cancel()
  log("Canceled!! $job")
}

log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] LAUNCH - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - B - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 2
I/System.out: [main] Canceled!! StandaloneCoroutine{ Cancelled }@d4f0b6b

それぞれの非同期処理から戻り値を取ります。


// 直列 + 戻り値 + キャンセル
log("START")
val job = launch {

  log("LAUNCH - START")

  val taskA = async(coroutineContext) {
    log("ASYNC - A - START")
    val sa = StringBuilder()
    for (i in 1..5) {
      log("A - $i")
      delay(1000)
      sa.append(i)
    }
    log("ASYNC - A - END")
    return@async sa.toString()
  }
  log("A : ${taskA.await()}")

  val taskB = async(coroutineContext) {
    log("ASYNC - B - START")
    val sb = StringBuilder()
    for (i in 1..5) {
      log("B - $i")
      delay(1000)
      sb.append(i)
    }
    log("ASYNC - B - END")
    return@async sb.toString()
  }
  log("B : ${taskB.await()}")

  log("LAUNCH - END")
}

fab.setOnClickListener {
  job.cancel()
  log("Canceled!! $job")
}

log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] LAUNCH - START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] A - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - A - END
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A : 12345
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] ASYNC - B - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] B - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-2] B - 2
I/System.out: [main] Canceled!! StandaloneCoroutine{ Cancelled }@5dc2361

戻り値はUIスレッドで受けたいですよね。


// 直列 + 戻り値 (-> UIスレッド) + キャンセル
log("START")
val job = launch(UI) { // @

  log("LAUNCH - START")

  val taskA = async(coroutineContext) { // @
    log("ASYNC - A - START")
    val sa = StringBuilder()
    for (i in 1..5) {
      log("A - $i")
      delay(1000)
      sa.append(i)
    }
    log("ASYNC - A - END")
    return@async sa.toString()
  }
  val valueA = taskA.await()
  log("A : $valueA")
  Toast.makeText(this@MainActivity, "A : $valueA", Toast.LENGTH_SHORT).show()

  val taskB = async(coroutineContext) { // @
    log("ASYNC - B - START")
    val sb = StringBuilder()
    for (i in 1..5) {
      log("B - $i")
      delay(1000)
      sb.append(i)
    }
    log("ASYNC - B - END")
    return@async sb.toString()
  }
  val valueB = taskB.await();
  log("B : $valueB")
  Toast.makeText(this@MainActivity, "B : $valueB", Toast.LENGTH_SHORT).show()

  log("LAUNCH - END")
}

fab.setOnClickListener {
  job.cancel()
  log("Canceled!! $job")
}

log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [main] LAUNCH - START
I/System.out: [main] ASYNC - A - START
I/System.out: [main] A - 1
I/System.out: [main] A - 2
I/System.out: [main] A - 3
I/System.out: [main] A - 4
I/System.out: [main] A - 5
I/System.out: [main] ASYNC - A - END
I/System.out: [main] A : 12345
I/System.out: [main] ASYNC - B - START
I/System.out: [main] B - 1
I/System.out: [main] B - 2
I/System.out: [main] B - 3
I/System.out: [main] Canceled!! StandaloneCoroutine{Cancelling}@20ac62d

動き的にはここまででいいのかもしれませんが、非同期処理が [main] で実行されているのが気になります。

coroutine内では「+」を使ってコンテキストを override できるようです。


// 直列(バックグラウンド) + 戻り値 (-> UIスレッド) + キャンセル
log("START")
val job = launch(UI) {

  log("LAUNCH - START")

  val taskA = async(coroutineContext + CommonPool) { // @
    log("ASYNC - A - START")
    val sa = StringBuilder()
    for (i in 1..5) {
      log("A - $i")
      delay(1000)
      sa.append(i)
    }
    log("ASYNC - A - END")
    return@async sa.toString()
  }
  val valueA = taskA.await()
  log("A : $valueA")
  Toast.makeText(this@MainActivity, "A : $valueA", Toast.LENGTH_SHORT).show()

  val taskB = async(coroutineContext + CommonPool) { // @
    log("ASYNC - B - START")
    val sb = StringBuilder()
    for (i in 1..5) {
      log("B - $i")
      delay(1000)
      sb.append(i)
    }
    log("ASYNC - B - END")
    return@async sb.toString()
  }
  val valueB = taskB.await();
  log("B : $valueB")
  Toast.makeText(this@MainActivity, "B : $valueB", Toast.LENGTH_SHORT).show()

  log("LAUNCH - END")
}

fab.setOnClickListener {
  job.cancel()
  log("Canceled!! $job")
}

log("END")


I/System.out: [main] START
I/System.out: [main] END
I/System.out: [main] LAUNCH - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - A - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A - 3
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A - 4
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] A - 5
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - A - END
I/System.out: [main] A : 12345
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] ASYNC - B - START
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 1
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 2
I/System.out: [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] B - 3
I/System.out: [main] Canceled!! StandaloneCoroutine{Cancelling}@d8e310c

これで、一応、やりたかったことは達成できました。

知らんけど。

まとめ

実装を見据えて、Presenter向けにコピペテンプレートにしておきます。


private lateinit var job: Job

fun startPresenter() {
  job = loadData()
}

fun stopPresenter() {
  job.cancel()
}

fun loadData() = launch(UI) {

  view.showLoading()
  
  val task1 = async(coroutineContext + CommonPool) {
    provider.loadData1()
  }
  val result1 = task1.await()

  val task2 = async(coroutineContext + CommonPool) {
    provider.loadData2(result1)
  }
  val result2 = task2.await()

  view.showData(result2)
}

結局は、「コルーチンコンテキストの取扱い」だったことがよくわかります。

Kotlin で非同期処理 Coroutine #1 ~ launch(), async()
Cancellation delivering design · Issue #114 · Kotlin/kotlinx.coroutines
Intrinsic suspend val coroutineContext : KT-17609

Kotlin で非同期処理 Coroutine #1 ~ launch(), async()

Last updated : 2022-09-30 20:20

ネット上を調べてみてもよくわかりません。

難しい言葉や experimental な仕様の変更などあったりして。

少しづつ試してみながらマスターしていきましょう。

// build.gradle

implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:0.22.2"

//gradle.properties

kotlin.coroutines=enable

kotlinx.coroutines/coroutines-guide-ui.md at master · Kotlin/kotlinx.coroutines

まず、これ。


for (i in 1..10) {
  Timber.d("$i")
  Thread.sleep(1000)
}

非同期にしたいですよね。
launch から始めます。


launch { // @
  for (i in 1..10) {
    Timber.d("$i")
    Thread.sleep(1000)
  }
}


launch {
  for (i in 1..10) {
    Timber.d("$i")
    delay(1000)  // @
  }
}

引数をつけて渡す。

UI :
UIスレッドで実行。

CommonPool :
バックグランドスレッドで実行。


launch(UI) {  // @
  for (i in 1..10) {
    Timber.d("$i")
    delay(1000)
  }
}


launch(CommonPool) {  // @
  for (i in 1..10) {
    Timber.d("$i")
    delay(1000)
  }
}


launch(UI + CommonPool) {  // @
  for (i in 1..10) {
    Timber.d("$i")
    delay(1000)
  }
}

launch() の戻りからキャンセルできます。


val job = launch(UI) {  // @
  for (i in 1..10) {
    Timber.d("$i")
    delay(1000)
  }
}

fab.setOnClickListener {
  job.cancel() // @
}

まとめ

UIスレッドに限定されたコルーチンは、UIスレッドをブロックすることなく、UI内の何かを自由に更新して中断することができます。

delay が待っている間UIスレッドはブロックされないのでUIはフリーズしません。ただ単にコルーチンを中断します。

Job.cancelは完全にスレッドセーフでノンブロッキングです。
実際に終了するのを待つことなく、コルーチンがそのジョブをキャンセルするように通知するだけです。どこからでも呼び出すことができます。

基本的な非同期呼び出しは、launch() と async() の2つ。似ているが戻りが異なる。

E を出力させない Double.toPlainString()

Last updated : 2022-06-19 16:10

こういうの。助かります。


double d1 = 0.00000000000000000000000000000000000000000123456789012345678901234567890d;
double d2 = 1234567890123456789012345678900000000000000000000000000000000000000000000d;
double d3 = 1234567890.1234567890123456789d;

System.out.println(BigDecimal.valueOf(d1).toPlainString());
// 0.0000000000000000000000000000000000000000012345678901234568
System.out.println(BigDecimal.valueOf(d2).toPlainString());
// 1234567890123456800000000000000000000000000000000000000000000000000000000
System.out.println(BigDecimal.valueOf(d3).toPlainString());
// 1234567890.1234567

Java の double を素直な String にしたい、E 要らない - Qiita

直感的には表示できなく、ネット上を放浪していました。

Kotlin では、Extention Functions に追加しておきますわ。


fun Double.toPlainString(): String
    = BigDecimal.valueOf(this).toPlainString()


val d1 = 0.00000000000000000000000000000000000000000123456789012345678901234567890
val d2 = 1234567890123456789012345678900000000000000000000000000000000000000000000.0
val d3 = 1234567890.1234567890123456789
val d4 = 4.34e-05
val d5 = 5.6e-07

println(d1.toPlainString())
println(d2.toPlainString())
println(d3.toPlainString())
println(d4.toPlainString())
println(d5.toPlainString())


I/System.out: 0.0000000000000000000000000000000000000000012345678901234568
I/System.out: 1234567890123456800000000000000000000000000000000000000000000000000000000
I/System.out: 1234567890.1234567
I/System.out: 0.0000434
I/System.out: 0.00000056

Java Double に toPlainString() がないのは何か理由があるのかも。とは思うが。

イベントハンドラとラムダ

Last updated : 2022-07-22 14:57

おさらい


val printHelloWorld = {
   println("Hello, world!")
}

printHelloWorld()
//printHelloWorld.invoke()

これで以下が出力される。

Hello, world!

同様に引数を渡す。


val printGreeting = { word: String, name: String ->
   println("$word, $name")
}

printGreeting("おはよう", "太郎")
printGreeting.invoke("こんにちは", "次郎")

おはよう, 太郎
こんにちは, 次郎

これまでのコールバック

inferface を使ったコールバックは kotlin では以下のように書けます。


interface CallBackListener {
    fun onHoge(foo: String, bar: Int)
}

// caller
var callback: CallBackListener? = null
callback?.onHoge("foo", 100)

// callee
val callback = object : CallBackListener {
    override fun onHoge(foo: String, bar: Int) {
        print("$foo : $bar")
    }
}

これを typealias で。


typealias CallBackListener = (foo: String, bar: Int) -> Unit

// caller
var callback: CallBackListener? = null
callback?.invoke("foo", 100)

// callee
val callback = { foo, bar ->
    print("$foo : $bar")
}

【Kotlin】 TypeAliasで関数リテラルに名前を付ける - Qiita

イベントハンドラ

例えば、RecyclerView でそれぞれのアイテムのViewHolder内のある要素のクリックイベントを拾いたい時、Activity(View)までが遠いですよね。

Activity(View)
↓↑
RecyclerViewAdapter
↓↑
ViewHolder

少しでも、コールバック記述をシンプルにして見通し良くしておきたいものです。

ここで Type Alias を使います。

typealias EventHandler = (T) -> Unit

java - Kotlin: Use a lambda in place of a functional interface? - Stack Overflow

1. ViewHolder にハンドラー記述。クラスの外。

ItemViewHolder:


internal typealias ItemHandler = (Item) -> Unit

それを拡張して、ハンドラークラスを作ります。
invoke を override します。

ShareItemHandler:


internal class ShareItemHandler(
  private val activity: Activity
) : ItemHandler {

  override fun invoke(item: Item) {
    IntentBuilder.from(activity)
        .setType("text/plain")
        .setChooserTitle("Share ${item.name} to ?")
        .setText("${$item.name} ${item.address}")
        .startChooser()
  }
}

ClipboardCopyItemHandler:


internal class ClipboardCopyItemHandler(
  private val context: Context
) : ItemHandler {

  override fun invoke(item: Item) {
    val clipboard = context.systemService<ClipboardManager>()
    clipboard.primaryClip = ClipData.newPlainText(item.name, item.address)
  }
}

2. Activity でそのインスタンスを生成して
RecyclerAdapter経由でViewHolder内にセットしていきます。

以下関係部分のみ抜粋。

MainActivity:


val onCopy = ClipboardCopyItemHandler(this)
val onShare = ShareItemHandler(this)

// ...

val layoutManager = LinearLayoutManager(this)
recyclerView.layoutManager = layoutManager
val adapter = ItemAdapter(layoutInflater, onCopy, onShare)
recyclerView.adapter = adapter

ItemAdapter:


internal class ItemAdapter(
  private val inflater: LayoutInflater,
  private val onCopy: (Item) -> Unit,
  private val onShare: (Item) -> Unit
) : RecyclerView.Adapter<ItemViewHolder>() {

  // ...

  override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int): ItemViewHolder {
    val view = inflater.inflate(R.layout.item, parent, false)
      return ItemViewHolder(view, onCopy, onShare)
    }

ItemViewHolder:



internal typealias ItemHandler = (Item) -> Unit // ***

internal class ItemViewHolder(
  private val root: View,
  private val onCopy: ItemHandler
  private val onShare: ItemHandler,
) : ViewHolder(root), OnClickListener, OnMenuItemClickListener {

  // ...  

  override fun onClick(view: View) = when(view.id) {
    R.id.copy -> onCopy(item!!)
    R.id.share -> onShare(item!!)
    else -> throw IllegalArgumentException("Unknown menu item: $menuItem")
  }

なんだか素晴らしいですね。

RecyclerView利用時のテンプレートとして。

あの Jake Wharton さんが伝授する Android Studio を高速化する方法

Last updated : 2018-01-28 03:04

直接は関係ないような気がしますが

「Kotlinを使ったら Android Studio が遅くなった」

という疑問に対して、神と呼ばれる Jake Wharton さんがコメントしています。

「プラグイン捨てれ」

I find the IDE slower when adding any plugin. Especially ones which provide a great deal of functionality such as an entire language support.

Go to preferences > plugins > and disable everything you don't need. I disabled

Android APK Support
Android Games
Android NDK
App Links Assistant
CVS
EditorConfig
Firebase (all of them)
GitHub
Google (all of them)
hg4idea
Settings repository
Subversion integration
Task management
Terminal
Test recorder
TestNG
YAML

Goes real fast now.