Cùng học Kotlin Coroutine, phần 2: Build first coroutine with Kotlin

Ở phần 1, chúng ta đã tìm hiểu về định nghĩa về coroutine. Mình xin note lại một vài điểm lưu ý như sau:

• Coroutine giống như light-weight thread. Nhưng nó không phải là thread. Nó giống thread ở chỗ là các coroutine có thể chạy song song, đợi nhau và trao đổi dữ liệu với nhau. Sự khác biệt lớn nhất so với thread là coroutine rất rẻ, gần như là hàng free, chúng ta có thể chạy hàng nghìn coroutine mà gần như không ảnh hưởng lớn đến performance.
• Một thread có thể chạy nhiều coroutine.
• Coroutine không phải lúc nào cũng chạy trên background thread, chúng cũng có thể chạy trên main thread.

Các bạn có thể tìm đọc lại phần 1 tại đây.

Để sử dụng được Kotlin Coroutine, bạn cần thêm 2 dependency sau:

implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.2.1'
implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.1.1'

Một coroutine được cấu tạo gồm các thành phần sau:

GlobalScope.launch { // chạy một coroutine trên background thread
        delay(10000L) // non-blocking coroutine bị delay 10s
        println("World,") // print từ World ra sau khi hết delay
    }
    println("Hello,") // main thread vẫn tiếp tục chạy xuống dòng code này trong khi coroutine vẫn đang bị delay 10s
    Thread.sleep(20000L) // block main thread 2s
    println("Kotlin")

Đây là output của đoạn code trên:

Hello,  // Giả sử Hello, được in ra ở giây thứ 1
World,  // thì từ World, sẽ được in ra ở giây thứ 11
Kotlin  // và từ Kotlin sẽ được in ra ở giây thứ 21

Bên trong block launch { } là một coroutine được tạo ra và chạy.

Tại sao từ Hello lại được in ra trước, vì hàm delay không block main thread nên main thread vẫn chạy xuống dòng code in ra từ Hello trong khi đang delay 10s. Sau khi 10s delay trôi qua, từ World sẽ được in ra. Và chỉ cần thêm 10s sau đó là đủ 20s main thread bị block và in ra từ Kotlin.

Hàm delay nhìn thì có vẻ giống hàm Thread.sleep nhưng chúng rất khác nhau. Bởi vì hàm delay là một suspend function nó sẽ không blocking thread (non-blocking thread) còn hàm Thread.sleep thì blocking thread. Vậy thế nào là non-blocking, thế nào là blocking?. Hàm suspend là hàm gì, nó khác gì với một hàm bình thường?

Blocking

Ví dụ 1 đoạn code sử dụng normal function mà chúng ta vẫn thường code:

fun functionA() { println("in ra A") }
fun functionB() { println("in ra B") }
fun main() {
       // chạy functionA và functionB
       functionA()
       functionB()
}

Sau khi ta chạy hàm main thì chuyện gì sẽ xảy ra. Main thread sẽ chạy xong hết functionA rồi mới chạy tiếp functionB. Các dòng lệnh, các hàm được thực hiện một cách tuần tự từ trên xuống dưới. Khi một dòng lệnh ở phía trước chưa được hoàn thành thì các dòng lệnh phía sau sẽ chưa được thực hiện và phải đợi khi mà thao tác phía trước hoàn tất.

Nếu như các dòng lệnh trước là các thao tác cần nhiều thời gian xử lý như liên quan đến IO (Input/Output) hay mạng (Networking) thì bản thân nó sẽ trở thành vật cản trở cho các lệnh xử lý phía sau mặc dù theo logic thì có những việc ở phía sau ta có thể xử lý được luôn mà không cần phải đợi vì chúng không có liên quan gì đến nhau.

Ví dụ như chúng ta cần get tất cả videos trong máy và get thông tin máy.

fun main() {
    getVideos() // Giả sử hàm này chạy mất hết 2 phút
    getInfo() // phải đợi hàm getVideos chạy xong mới được chạy trong khi hàm này chẳng liên quan gì đến getVideos
    updateUiInfo()
}

Như vậy người dùng phải chờ ít nhất 2 phút sau thì mới hiển thị được info lên màn hình.

Non-blocking

• Các dòng lệnh không nhất thiết phải lúc nào cũng phải thực hiện một cách tuần tự (sequential) và đồng bộ (synchronous) với nhau.
• Các dòng lệnh phía sau được chạy ngay sau khi dòng lệnh phía trước được gọi mà không cần đợi cho tới khi dòng lệnh phía trước chạy xong.
• Để thực hiện mô hình Non-Blocking, người ta có những cách để thực hiện khác nhau, nhưng về cơ bản vẫn dựa vào việc dùng nhiều Thread (luồng) khác nhau trong cùng một Process (tiến trình), hay thậm chí nhiều Process khác nhau (inter-process communication – IPC) để thực hiện.

Vậy coroutine có thể chạy non-blocking. Non-blocking nhưng không cần phải dựa vào việc dùng nhiều thread. Một thread chạy nhiều coroutine cũng có thể chạy được mô hình non-blocking.

Suspend function

Hình ảnh biểu diễn một thread đang chạy 2 function là functionA và functionB. Chúng ta có thể thấy thread đó phải chạy xong function A rồi mới đến functionB. Đây là cách chạy phổ biến của normal function mà chúng ta vẫn hay code.

Suspend function cho phép ta làm được điều vi diệu hơn. Đó là suspend function có khả năng ngừng hay gián đoạn việc thực thi một lát (trạng thái ngừng là trạng thái suspend) và có thể tiếp tục thực thi lại khi cần thiết. Như hình ảnh dưới đây: functionA bị gián đoạn để functionB chạy và sau khi functionB chạy xong thì function A tiếp tục chạy tiếp.

Một vài lưu ý với suspend function:

• Suspend function được đánh dấu bằng từ từ khóa suspend. VD:

suspend fun sayHello() {
    delay(1000L)
    println("Hello!")
}

• Chỉ có thể được gọi suspend function bên trong một suspend function khác hoặc bên trong một coroutine. Ví dụ hàm delay trong đoạn code trên là một suspend function và chỉ được gọi trong hàm suspend function khác là hàm sayHello. Nếu ta xóa từ khóa suspend trong hàm sayHello thì hàm sayHello sẽ không còn là suspend function nữa mà chỉ là một function bình thường. Khi đó hàm delay sẽ bị lỗi compile như sau:

Error: Kotlin: Suspend functions are only allowed to be called from a coroutine or another suspend function

Nếu như ở phần trên, các bạn đã biết coroutine có khả năng chạy mà non-blocking thread. Giả sử, trong trường hợp bạn muốn coroutine chạy blocking thread (chạy tuần tự) thì sao?

Khi đó chúng ta sẽ có block runBlocking { }. Tương tự như block launch { } được dùng ví dụ ở mục 2., bên trong block runBlocking { } cũng là một coroutine được tạo ra và chạy.

runBlocking { // chạy một coroutine
   println("Hello")
   delay(5000)
}
println("World")

Output của đoạn code này là:

Output: 22:00:20 I/System.out: Hello
        22:00:25 I/System.out: World

Nếu để ý ta sẽ thấy từ World được in ra sau từ Hello là 5 giây. Như vậy có nghĩa là main thread đã bị blocking chờ khi xong hàm delay 5s mới chạy xuống đoạn code println("World").

Chúng ta có thể viết lại đoạn code trên theo stype code mới:

private fun main() = runBlocking { 
   println("Hello")
   delay(5000)
}

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
   super.onCreate(savedInstanceState)
   main()
   println("World")
}

Bây giờ mình sẽ chứng minh rằng coroutine nhẹ như thế nào so với thread. Mình sẽ cho chạy một function, function này sẽ khởi tạo và chạy 100.000 con coroutine song song và mình sẽ đo tổng thời gian thực hiện xong function đó.

val time = measureTimeMillis { main() }
Log.d("hehehe", "time = $time ms")

fun main() = runBlocking {
       repeat(100_000) { // launch 100_000 coroutines
           launch {
               Log.d("hehehe", "hello")
           }
       }
}

Output là:

7129 ms

Thật không thể tin nổi. Chỉ mất có 7s thôi! Mình sẽ không khuyến khích các bạn chạy 100.000 thread để so sánh với kết quả này đâu nhé =))

Kết thúc phần 2, hy vọng bạn đã build được coroutine đầu tiên, hiểu được các khái niệm như blocking, non-blocking và suspend function cũng như thấy được sức mạnh và lợi ích mà coroutine mang đến cho dev chúng ta. Ở những phần tiếp theo, mình sẽ đi tiếp vào các khái niệm như Coroutine Cancellation, Coroutine Context, Coroutine Scope, sự kết hợp Coroutine cùng Room và Retrofit và cách xử lý lỗi trong Kotlin Coroutine. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết này. Hy vọng các bạn sẽ tiếp tục theo dõi những phần tiếp theo