Kotlin + Flow 实现Android 应用初始化任务启动库

1. 简介

Kotlin + Flow 是 Android 应用开发中应用广泛的框架和库，Flow 是 Kotlin 官方提供的响应式流式编程框架，可用于解决 Android 应用中异步任务管理等应用场景，且由于其基于 Kotlin 协程构建，支持结构化并发和取消，使得编写异步任务逻辑变得更加优雅和方便。

在 Android 应用初始化任务启动库中，我们利用 Kotlin + Flow 实现对应用初始化任务的管理，将各个异步任务转化为流式响应式编程形式，管理这些任务的生命周期并实现任务依赖关系链，使得应用的启动时间和性能得到了很好的优化和提升。

1. 实现步骤

步骤一：添加库依赖

在 app 模块的 build.gradle 文件中，添加以下依赖库：

dependencies {
    implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.3.1"
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.5.0"
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.5.0"
    implementation "org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-play-services:1.5.0"
}

步骤二：创建任务类

创建一个 Task 类，用于描述一个异步初始化任务，包含任务的执行逻辑、任务是否完成等属性。

abstract class Task {
    private val result = CompletableDeferred<Boolean>()

    abstract suspend fun doJob()

    suspend fun run() {
        try {
            doJob()
            result.complete(true)
        } catch (exception: Exception) {
            result.completeExceptionally(exception)
        }
    }

    suspend fun await() {
        result.await()
    }
}

在 Task 类中，我们使用了 Kotlin 协程提供的 CompletableDeferred 类型，用于封装任务的完成状态。在 run() 方法中，我们使用 doJob() 方法执行任务的逻辑，使用 CompletableDeferred 类型存储结果并标记任务完成状态。在 await() 方法中使用await() 方法等待任务完成

步骤三：创建任务管理类

创建一个 TaskManager 类，用于管理应用中的异步初始化任务，包括任务的添加、启动、状态监控等。

object TaskManager {
    private val tasks: MutableList<Task> = mutableListOf()

    fun addTask(task: Task) {
        tasks.add(task)
    }

    suspend fun start() {
        tasks.forEach { task ->
            task.run()
        }

        while (!tasks.all { it.isComplete() }) {
            delay(50)
        }
    }
}

在 TaskManager 类中，我们定义了一个任务列表 tasks，用于存储所有的异步任务。addTask() 方法用于向任务列表中添加新任务。start() 方法用于启动所有的异步初始化任务，并通过 while 循环不断检查任务的完成状态，直到所有任务完成。

步骤四：实现任务依赖关系链

实现任务依赖关系链，可以使用Flow对任务进行管理和排序。
FlowStream.kt:

object FlowStream {
    private val taskFlow = MutableSharedFlow<Task>()

    fun pushTask(task: Task) {
        taskFlow.tryEmit(task)
    }

    suspend fun run() {
        taskFlow
            .onEach { task ->
                task.run()
            }
            .launchIn(GlobalScope)
    }
}

在 FlowStream 类中，我们使用了 MutableSharedFlow 类型，用于创建一个流式响应式编程的数据流。pushTask() 方法用于向数据流中添加新的任务。run() 方法用于启动并运行数据流，并使用 onEach() 函数监听数据流中的任务，实现任务的异步运行。

继承 Task 类的 UserTask 任务：

class UserTask : Task() {
    override suspend fun doJob() {
        delay(500)
    }
}

步骤五：构建任务依赖关系链

在应用中，我们经常需要处理任务间的依赖关系，例如任务 A 必须先于任务 B 执行，或任务 A 和任务 B 可以并行执行等场景。以下，我们将示例实现一种基于 CountDownLatch 的任务依赖关系链管理方式。

首先，我们需要定义一个 CountDownLatchTask 类，用于实现 CountDownLatch 的功能

class CountDownLatchTask(private val count: Int) : Task() {

    private val countDownLatch = CountDownLatch(count)

    override suspend fun doJob() {
        countDownLatch.await()
    }

    fun complete() {
        countDownLatch.countDown()
    }
}

在 CountDownLatchTask 类中，我们使用了 CountDownLatch 类型（线程计数器）实现任务间的依赖关系，其中 count 参数表示需要等待的任务个数，complete() 方法用于标记当前任务完成，通过减少计数器的数量，判断是否可以开始执行下一个任务。

接下来，我们创建一个 UserDependOneTask 类，该类依赖于 UserTask 类:

class UserDependOneTask : Task() {

    private val countDownLatchTask = CountDownLatchTask(1)



    override suspend fun doJob() {
        FlowStream.pushTask(UserTask())
        countDownLatchTask.await()  
    }

    fun complete() {
        countDownLatchTask.complete()
    }
}

在 UserDependOneTask 类中，我们使用 CountDownLatchTask 类来实现任务依赖，await() 方法等待 UserTask 完成后才会执行 UserDependOneTask。当 UserDependOneTask 完成后，我们使用 complete() 方法标记当前任务完成，使得其他任务可以开始执行。

步骤六：调用并启动任务

在应用中，我们可以通过 TaskManager.addTask() 方法向任务列表添加新的任务。例如：

TaskManager.addTask(UserTask())
TaskManager.addTask(UserDependOneTask())

以上示例中，我们向任务列表中添加了两个任务，其中 UserTask 为一个普通的异步初始化任务，而 UserDependOneTask 依赖于 UserTask 任务。最后，我们使用 TaskManager.start() 方法启动所有的异步初始化任务，等待所有任务完成。

步骤七：在 Application 中调用任务管理器

class App: Application() {

    override fun onCreate() {
        super.onCreate()

        CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
            FlowStream.run()
        }

        CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch {
            TaskManager.addTask(UserTask())
            TaskManager.addTask(UserDependOneTask())
            TaskManager.start()
        }
    }
}

通过以上步骤就可以顺利地通过 Kotlin + Flow 实现 Android 应用初始化任务启动库的相关功能，这里只是一个简单的实现示例，实际项目中还需要进行更多的优化和处理。

1. 示例说明：

示例一：在创建的 Task 工程模型中，我们建立了 UserTask 任务，并在应用的 MainActivity 中添加该任务

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        Button.setOnClickListener {
            CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
                UserTask().run()
            }
        }
    }
}

以上示例中，我们在应用主界面中添加了一个按钮和点击事件，点击事件中使用 Kotlin 协程启动 UserTask 任务，并在代表任务运行完成的 result 属性上添加 lambda 监听器，监听任务完成事件并进行相关处理。

示例二：基于 CountDownLatch 的任务依赖关系链

TaskManager.addTask(UserTask())
TaskManager.addTask(UserDependOneTask())

以上示例中，我们向任务列表中添加了两个任务，其中 UserTask 为一个普通的异步初始化任务，而 UserDependOneTask 依赖于 UserTask 任务，在 UserDependOneTask 的 doJob() 方法中添加了一个等待 UserTask 完成的逻辑，实现了任务的依赖关系链。