Android中如何安全启动协程并处理生命周期？

题目

Android中如何安全启动协程并处理生命周期？

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

Kotlin协程, Android生命周期感知, 异常处理

快速回答

在Android中使用协程时需注意：

• 使用lifecycleScope自动绑定生命周期
• 在ViewModel中使用viewModelScope
• 通过SupervisorJob处理独立任务异常
• 使用try/catch或CoroutineExceptionHandler捕获异常
• 避免在onDestroy后更新UI

核心问题

在Android中启动协程时，必须正确处理生命周期以避免内存泄漏和崩溃。主要挑战包括：生命周期绑定、异常处理和线程切换。

解决方案与代码示例

1. 生命周期绑定

// Activity/Fragment中使用（需添加lifecycle-ktx依赖）
class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        lifecycleScope.launch {
            // 自动在DESTROY时取消
            val data = fetchData() // 挂起函数
            updateUI(data)
        }
    }
}

// ViewModel中使用
class MyViewModel : ViewModel() {
    init {
        viewModelScope.launch {
            // 当ViewModel cleared时自动取消
            loadData()
        }
    }
}

2. 异常处理

// 方案1：try/catch包裹
lifecycleScope.launch {
    try {
        riskyOperation()
    } catch (e: Exception) {
        showError(e)
    }
}

// 方案2：SupervisorJob（子协程独立失败）
val customScope = CoroutineScope(SupervisorJob() + Dispatchers.Main)

// 方案3：全局异常处理器
val handler = CoroutineExceptionHandler { _, throwable ->
    Log.e("CoroutineError", "Caught: $throwable")
}
viewModelScope.launch(handler) { riskyTask() }

最佳实践

• 作用域选择：
  • UI操作使用lifecycleScope或viewModelScope
  • 长时后台任务使用自定义作用域（需手动取消）
• 线程调度：
  • UI更新：Dispatchers.Main
  • CPU密集型：Dispatchers.Default
  • IO操作：Dispatchers.IO
• 取消处理：检查isActive或调用ensureActive()

常见错误

• 内存泄漏：在Activity中使用GlobalScope导致无法自动取消
• 生命周期问题：在onDestroy后尝试更新UI
• 异常传播：未捕获异常导致应用崩溃（非SupervisorJob下子协程异常会传播）
• 线程阻塞：在Dispatchers.Main执行耗时操作导致ANR

扩展知识

• 结构化并发：通过作用域层级管理协程父子关系
• StateFlow：配合协程实现生命周期感知的状态更新
• LiveData协程扩展：liveData { ... }构建器自动取消数据流
• 测试：使用TestCoroutineDispatcher控制虚拟时间

原理说明

当使用lifecycleScope时，内部通过LifecycleCoroutineScope实现：

// 简化实现原理
fun LifecycleOwner.lifecycleScope(): CoroutineScope {
    return LifecycleCoroutineScopeImpl(
        lifecycle,
        SupervisorJob() + Dispatchers.Main.immediate
    ).apply {
        lifecycle.addObserver(object : LifecycleObserver {
            @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
            fun destroy() {
                cancel() // 生命周期结束时取消所有协程
            }
        })
    }
}