Kotlin中组合多个Flows

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Kotlin中组合多个Flows

在Kotlin中，协程和Flows为处理异步和基于流的编程提供了强大的工具。组合多个Flows允许我们有效地编排复杂的异步操作。

在许多现实世界的场景中，开发者经常需要组合多个Flows，无论是为了同步它们的发射还是为了执行涉及多个来源数据的操作。在本教程中，我们将探讨在Kotlin中组合多个Flows的各种技术，以解决这些常见用例。

2. Flows简介

在我们深入组合Flows之前，让我们简要了解一下Kotlin中的Flows是什么。Flows是Kotlin协程的一部分，它们异步发射多个值。它们类似于序列，但设计用于处理异步计算。

3. 创建示例Flows

为了演示目的，让我们创建两个简单的Flows，它们异步发射一些整数。

suspend fun sampleFlow1(): Flow``<Int>`` = flow {
    repeat(5) {
        delay(1000)
        emit(it)
    }
}

suspend fun sampleFlow2(): Flow``<Int>`` = flow {
    repeat(5) {
        delay(1500)
        emit(it * it)
    }
}

在这段代码中，我们定义了两个挂起函数sampleFlow1()和sampleFlow2()，每个函数返回一个整数的Flow。这些Flow使用Flow构建器异步发射值。sampleFlow1发射从0到4的整数，每次发射之间有1000毫秒的延迟，而sampleFlow2发射从0到4的整数的平方，每次发射之间有1500毫秒的延迟。

3.1. `zip()`方法

suspend fun main() {
    val combinedFlow = sampleFlow1().zip(sampleFlow2()) { first, second ->
        "($first, $second)"
    }
    combinedFlow.collect { println(it) }
}

在这种方法中，我们使用zip()函数来组合两个Flows的发射。zip()函数等待两个Flows都发射一个值，然后使用提供的lambda函数{ first, second -> … }组合每个Flow的相应值。在这种情况下，它将sampleFlow1发射的整数与sampleFlow2发射的整数的平方组合在一起。组合的值以对的形式打印出来。

让我们看看我们会在哪些情况下使用zip()方法来组合我们的Flows：

当我们想要将多个Flows中的相应元素组合成对时，我们使用zip()。
它等待两个Flows都发射一个值后再进行组合。
当我们需要同步多个Flows的发射时很有用。

这段代码的输出将是：

(0, 0)
(1, 1)
(2, 4)

3.2. `combine()`方法

suspend fun main() {
    val combinedFlow = sampleFlow1().combine(sampleFlow2()) { first, second ->
        "($first, $second)"
    }
    combinedFlow.collect { println(it) }
}

在这段代码中，我们使用combine()函数合并两个Flows的发射。与zip()不同，combine()每次任一Flow发射一个值时都会产生一个新的值。它组合每个Flow发射的最新值。组合的值以对的形式打印出来。

让我们看我们会在哪些情况下使用combine()方法来组合我们的Flows：

当我们想要合并两个Flows并在任一Flow发射一个值时发射一个新值时，我们使用combine()。
它组合每个Flow发射的最新值。
适用于我们需要独立地对任一Flow中的更改做出反应的场景。

这段代码的输出将是：

(0, 0)
(1, 0)
(2, 0)
(2, 1)
(2, 4)

3.3. `flatMapConcat()`方法

suspend fun main() {
    val combinedFlow = sampleFlow1().flatMapConcat { value1 ->
        sampleFlow2().map { value2 ->
            "($value1, $value2)"
        }
    }
    combinedFlow.collect { println(it) }
}

在这种方法中，我们使用flatMapConcat()顺序组合两个Flows的发射。它等待sampleFlow1的每次发射。对于每次发射，它收集sampleFlow2的发射，并将它们顺序组合。组合的值以对的形式打印出来。

让我们看看我们会在哪些情况下使用flatMapConcat()方法来组合我们的Flows：

当一个Flow依赖于另一个Flow的发射时，我们使用flatMapConcat()方法。
它顺序地连接多个Flows的发射。
当我们需要在处理另一个Flow的发射之前处理一个Flow的发射时很有用。

这段代码的输出将是：

(0, 0)
(0, 1)
(0, 4)
(1, 0)
(1, 1)
(1, 4)
(2, 0)
(2, 1)
(2, 4)

3.4. `flatMapMerge()`方法

suspend fun main() {
    val combinedFlow = sampleFlow1().flatMapMerge { value1 ->
        sampleFlow2().map { value2 ->
            "($value1, $value2)"
        }
    }
    combinedFlow.collect { println(it) }
}

与flatMapConcat()类似，flatMapMerge()连接多个Flows的发射。然而，它是并发地这样做的，根据它们各自的执行时间可能会交错它们。组合的值以对的形式打印出来。

让我们看看我们会在哪些情况下使用flatMapMerge()方法来组合我们的Flows：

当我们想要并发地连接多个Flows的发射时，我们使用flatMapMerge()。
它可能会交错多个Flows的发射，潜在地比flatMapConcat()更快地产生结果。
适用于我们想要在处理多个Flows的发射时最大化并行性的场景。

我们代码示例的输出将是：

(0, 0)
(1, 0)
(0, 1)
(2, 0)
(1, 1)
(0, 4)
(2, 1)
(1, 4)
(2, 4)

3.5. `flattenConcat()`方法

suspend fun main() {
    val combinedFlow = listOf(sampleFlow1(), sampleFlow2()).flattenConcat()
    combinedFlow.collect { println(it) }
}

在这里，flattenConcat()用于将两个Flows的发射顺序连接成一个单一的Flow。它是flatMapConcat()的简写，专门设计用于Flows。组合的值以对的形式打印出来。

让我们看看我们会在哪些情况下使用flattenConcat()方法来组合我们的Flows：

当我们有一个Flows列表并想要将它们的发射顺序连接成一个单一的Flow时，我们使用flattenConcat()。
它是将Flows流展平为单一Flow的简写，通过顺序连接它们。
当我们有一个Flows集合并想要将它们视为单一Flow时很有用。

我们代码的输出将是：

3.6. `merge()`方法

suspend fun main() {
    val combinedFlow = merge(sampleFlow1(), sampleFlow2())
    combinedFlow.collect { println(it) }
}

我们使用merge()来并发组合两个Flows的发射，根据它们各自的执行时间可能会交错它们。它一旦从任何Flows中获得值就立即发射。组合的值以对的形式打印出来。

让我们看看我们会在哪些情况下使用merge()方法来组合我们的Flows：

当我们想要并发地组合多个Flows的发射时，我们使用merge()。
它一旦从任何Flows中获得值就立即发射值，可能会交错发射。
适用于我们想要并发处理多个Flows的发射而不等待任何特定Flow完成的场景。

这段代码的输出将是：

4. 结论

在Kotlin中组合多个Flows提供了一种灵活且强大的方式来处理异步数据流。在本教程中，我们探讨了包括zip()、combine()、flatMapConcat()、flatMapMerge()、flattenConcat()和merge()在内的各种方法。了解这些方法以及何时使用它们将使我们能够在Kotlin应用程序中有效地编排复杂的异步操作。

这些示例的完整实现可以在GitHub上找到。