Coroutines in Kotlin

Main-Safety

• 메인 스레드는 막힘없는 UI 작업을 위해 Single Thread 모델을 차용하고 있다. (UI 업데이트, 클릭 이벤트, UI Callback)
• 막힘 없는 UI 작업을 위해, 메인 스레드는 약 16ms 마다 화면을 업데이트 해야한다.
• 하지만 여러 작업들은 16ms 보다 긴 처리 시간을 요구한다. (네트워크 통신, 데이터베이스 작업, JSON 파싱 등등)
• 따라서 메인 스레드에서의 긴 작업들은 막힘없는 UI 작업에 영향을 줄 수 있다. 즉, 화면이 버벅거리거나 멈추거나 혹은 ANR과 같은 상황을 발생시킬 수 있다.
• 따라서 안드로이드 개발에 있어, 메인 스레드를 blocking하지 않는 것은 매우 중요하다.
• Main-Safety하다는 것은, 위에서 설명한 메인스레드의 역할이 잘 동작하도록, 메인 스레드를 blocking 하지 않는 것을 의미한다.

Callback vs Coroutine

• Main-Safety하게 긴 작업을 처리하는 방법 중 하나로 Callback이 있다.
  • Callback은 백그라운드 스레드를 사용하여 작업을 실행하고, 백그라운드 스레드에서 작업이 완료되면 메인 스레드의 Callback을 호출하여 작업 결과를 알려주는 방법이다.
  • 메인 스레드가 백그라운드 스레드에게 작업을 요청한 후엔, 당연히 메인 스레드는 다른 작업을 수행할 수 있다.
    • 작업이 완료되면 Callback을 통해 작업 결과를 공유 받을 것이기에, 메인 스레드가 백그라운드 스레드의 작업 완료 여부를 계속 신경쓰고 있지 않기 때문이다.
  • 따라서 Callback은 Main-Safety하다.
• Callback은 Main-Safety한 작업을 하게 해주지만, 아래와 같은 단점이 있다.
  • 가독성이 좋지 않다.
  • 무슨 내용인지 추론하기 어렵다.
  • 일부 언어 기능을 지원하지 못한다. (Exception 처리)
• Callback과 Coroutine은 Main-Safety한 작업을 하게 해준다는 점에서 같은 일을 하지만, Coroutine을 사용한다면 위에서 언급한 Callback의 단점을 없앨 수 있다.

Coroutines by another name

• async 와 await으로 사용되는 패턴들은 Coroutine을 베이스로 한다.
  • swift, javascript, etc

CoroutineScope

• 모든 코루틴은 CoroutineScope 안에서 실행된다.
• CoroutineScope내에선 sleep 대신 suspend 함수인 delay을 사용한다.
• 해당 Job이 취소되면, 해당 Scope 및 Job의 모든 코루틴이 취소된다.

ViewModelScope

• ViewModelScope은 사전에 정의된 CoroutineScope이다.
• onCleared 호출 시 자동으로 취소된다.
• ViewModelScope는 기본적으로Dispatchers.Main.immediate 를 사용한다.

With Retrofit

• 내부적으로, Retrofit은 새 Call 개체를 만들고 요청을 비동기식으로 보내기 위해 enqueue를 호출한다.
• Suspend function support requires Retrofit 2.6.0 or higher.
• Retrofit은 해당 요청함수를 main-safety하게 만든다.
  • suspend 함수 내에서 Retrofit은 백그라운드 스레드에서 네트워크 요청을 실행하고, 호출이 완료되면 코루틴을 재개한다.
  • 따라서 main-safe하다.
• Retrofit은 사용자 지정 디스패처를 사용하며 Dispatchers.IO를 사용하지 않는다.

With Room

• Room은 쿼리를 main-safety하게 만들고, 자동으로 백그라운드 스레드에서 쿼리를 실행한다.
• Room은 구성된 기본 쿼리 및 transaction Executor를 사용하여 코루틴을 실행한다.
• Room은 사용자 지정 디스패처를 사용하며 Dispatchers.IO를 사용하지 않는다.

Coroutines Exceptions

• Callback의 단점 중 하나 였던 부분을 해결한다. (일부 언어 기능을 지원하지 못한다. Exception 처리)
  • rely on the built-in language support for error handling instead of building custom error handling for every callback.
• 코루틴에서 에러가 발생하면, caller에게 오류 던지기 때문에, 일반 함수처럼 try/catch로 예외처리를 할 수 있다.
• catch로 못잡은 에러들은 JVM에서 스레드의 포착되지 않은 예외 처리기로 전송된다.
  • CoroutineExceptionHandler를 제공하여 이 동작을 사용자 정의할 수 있다.
• 만약에 코루틴에서 에러가 발생하면, 코루틴은 기본적으로 부모 코루틴을 취소한다. 다른 자식들에게 전파되어 취소된다.

suspend lambda (higher order functions)

• 람다를 적절히 사용하면, 중복 코드 제거하고 캡슐화하는데에 도움을 줄 수 있다.

  // MainViewModel.kt
  
  private fun launchDataLoad(block: suspend () -> Unit): Job {
     return viewModelScope.launch {
         try {
             _spinner.value = true
             block()
         } catch (error: TitleRefreshError) {
             _snackBar.value = error.message
         } finally {
             _spinner.value = false
         }
     }
  }
  
  fun refreshTitle() {
     launchDataLoad {
         repository.refreshTitle()
     }
  }

• suspend 함수도 람수로 표현할 수 있다.

  • To make a suspend lambda, start with the suspend keyword.

    // suspend lambda
    
    block: suspend () -> Unit

WorkManager

• WorkManager는 지연 가능한 백그라운드 작업을 위한 호환 가능하고 유연하며 간단한 라이브러리이다.
• WorkManager는 Android Jetpack이고, AAC이며, Opportunistic execution와 Guaranteed execution이 필요한 백그라운드 작업을 위한 것이다.
  • Opportunistic execution → WorkManager가 가능한 한 빨리 백그라운드 작업을 수행
  • Guaranteed execution → 앱에서 벗어나 탐색하더라도 다양한 상황에서 작업을 시작할 수 있는 로직을 처리
• WorkManager가 하면 좋은 작업들
  • Uploading logs
  • Applying filters to images and saving the image
  • Periodically syncing local data with the network

CoroutineWorker

• CoroutineWorker.doWork() is a suspending function
• CoroutineWorker는 기본적으로 Dispatchers.Default 를 사용한다.
• CoroutineWorker는 ListenableWorker을 상속 받는다.
• WorkManager v2.1 부터 ListenableWorker을 더 쉽게 테스트할 수 있는 API를 제공한다. → TestListenableWorkerBuilder

Tips

• you might declare one(Scopes) in a RecyclerView Adapter to do DiffUtil operations.

🚧 Testing Coroutine 🚧

• 추후 보강 예정,,, 어렵다...
• https://tourspace.tistory.com/266
• MainCoroutineScopeRule
• InstantTaskExecutorRule

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dependencies

dependencies {
  implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:x.x.x"
  implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:x.x.x"
  implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-ktx:x.x.x"
}

• kotlinx-coroutines-core
  • Main interface for using coroutines in Kotlin
• kotlinx-coroutines-android
  • Support for the Android Main thread in coroutines
• lifecycle-viewmodel-ktx
  • Adds a CoroutineScope to ViewModels that's configured to start UI-related coroutines

Project Struct

• MainActivity
  • displays the UI
  • registers click listeners
  • display a Snackbar
  • passes events to MainViewModel and updates the screen based on LiveData in MainViewModel
• MainViewModel
  • handles events in onMainViewClicked
  • communicate to MainActivity using LiveData
• Executors
  • defines BACKGROUND
    • which can run things on a background thread.
• TitleRepository
  • fetches results from the network
  • saves them to the database

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Using Kotlin Coroutines in your Android app

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