高级 Kotlin ：解锁 combine 在 Android 开发中的应用

Kotlin 中的 combine 操作符是一个功能强大的工具，可以将多个流组合成一个流。在 Android 开发中，尤其是在使用 Jetpack Compose 时，它可以极大地简化状态管理和数据处理。本文将探讨 combine 操作符的用法和优点，并通过示例展示其在 Android 开发中的应用。

什么是 combine？

combine 是 Kotlin Coroutines 流中的一个扩展函数，用于将多个流的最新值组合成一个新流。当任何一个流发出新值时，combine 会立即计算结果，发出一对一匹配的组合值。

fun <T1, T2, R> combine(
    flow: Flow<T1>, 
    flow2: Flow<T2>, 
    transform: suspend (a: T1, b: T2) -> R
): Flow<R>

combine 的基础示例

先来看一个简单的示例：

import kotlinx.coroutines.flow.*
import kotlinx.coroutines.runBlocking

fun main() = runBlocking {
    val flow1 = flowOf(1, 2, 3)
    val flow2 = flowOf("A", "B", "C")

    flow1.combine(flow2) { number, letter -> 
        "$number -> $letter" 
    }.collect { value -> 
        println(value)
    }
}

运行结果为：

1 -> A
2 -> B
3 -> C

在这个示例中，当两个流的值同步发出时，它们将按照提供的转换函数组合并输出。

在 Android 开发中的应用

在 Android 开发中，常常需要管理多个状态源，例如用户输入、网络数据和本地数据库。使用 combine 可以使这项工作变得更简单。

示例：在 Compose 中管理 UI 状态

假设我们有以下 ViewModel，它管理用户名和密码的状态：

class LoginViewModel : ViewModel() {
    private val _username = MutableStateFlow("")
    private val _password = MutableStateFlow("")

    val loginEnabled = combine(_username, _password) { username, password ->
        username.isNotEmpty() && password.isNotEmpty()
    }.stateIn(viewModelScope, SharingStarted.Lazily, false)

    fun onUsernameChanged(newUsername: String) {
        _username.value = newUsername
    }

    fun onPasswordChanged(newPassword: String) {
        _password.value = newPassword
    }
}

在 Compose 中，可以使用这个 ViewModel 来控制登录按钮的状态：

@Composable
fun LoginScreen(viewModel: LoginViewModel = viewModel()) {
    val loginEnabled by viewModel.loginEnabled.collectAsState()

    Column {
        TextField(
            value = viewModel.username.value,
            onValueChange = { viewModel.onUsernameChanged(it) },
            label = { Text("Username") }
        )
        TextField(
            value = viewModel.password.value,
            onValueChange = { viewModel.onPasswordChanged(it) },
            label = { Text("Password") },
            visualTransformation = PasswordVisualTransformation()
        )
        Button(
            onClick = { /* handle login */ },
            enabled = loginEnabled
        ) {
            Text("Login")
        }
    }
}

通过 combine，将用户名和密码的最新状态结合起来，并根据它们的组合结果更新按钮的启用状态。

处理复杂的状态依赖关系

如果从三个不同的服务获取数据：今天的比赛、选定日期的比赛以及球队排名。

最初的方法

不是以线性按顺序调用每个服务，而是利用async和await模式为每个请求启动并发协程，从而提高性能。

fun loadScreenData(isRefreshedGames; Boolean, date: String) {
        viewModelScope.launch {
            val todayOnlyGamesDeferred = async {
                repository.getGames(localDate.format(date)).firstOrNull()?.games.orEmpty()
            }
            val anyDayGamesDeferred = async {
                repository.getGames(_selectedDate.value).firstOrNull()?.games.orEmpty()
            }
            val teamsDeferred = async {
                repository.getStandingsNow().firstOrNull().orEmpty()
            }
            _uiState.emit(
                GamesUiState.Success(
                    games = if (isRefreshedGames) anyDayGamesDeferred.await() else todayOnlyGamesDeferred.await(),
                    teams = teamsDeferred.await()
                )
            )
        }
    }

• 每个流都有单独的async块。

• 手动处理延迟结果并发出 UI 状态。

• 没有异常处理。

• 使用firstOrNull ，它只获得第一个信息。如果有新数据（赛事信息实时更新、时间变化等……）怎么办？

使用combine重构方法

• 单个combine调用可组合依赖于非阻塞 ioDispatcher 的流。

• 一个 lambda 函数，用于将组合值转换为所需的UI 状态。

• 使用collect直接发射UI状态。

• try-catch块，用于处理失败的调用或任何类型的异常。

suspend fun loadScreenData(isRefreshedGames; Boolean, date: String) = withContext(ioDispatcher) {
    try {
        viewModelScope.launch(coroutineExceptionHandler) {
            val todayOnlyGamesFlow = repository.getGames(localDate.format(date)).map { it.games }
            val anyDayGamesFlow = repository.getGames(_selectedDate.value).map { it.games }
            val teamsFlow = repository.getStandingsNow().map { it }

            combine(todayOnlyGamesFlow, anyDayGamesFlow, teamsFlow) { todayGames, anyDayGames, teams ->
                GamesUiState.Success(
                    games = if (withRefreshedGames) anyDayGames else todayGames,
                    teams = teams 
                )
            }.collect { uiState ->
                _uiState.emit(uiState)
            }
        }
    } catch (e: Throwable) {
        _uiState.emit(GamesUiState.Error(e))
    }
}

小结

为什么在Android中使用combine ？

• 简化代码：combine提供了一种简洁易读的方式来处理多个流程，使代码更易于理解和维护。

• 高效的数据处理：通过组合流，可以同时处理来自多个源的数据，从而可能提高性能。

• 反应式更新：combine允许对 UI 状态进行反应式更新，确保它始终反映最新数据。

• 增强的灵活性：combine处理组合值的方式提供了灵活性，在发出最终结果之前执行其他转换或计算。