آموزش جامع کروتینز در اندروید: صفر تا صد coroutines در کاتلین

کروتینز در اندروید یک کتابخانه و فریمورک برای برنامه نویسی ناهمزمان در Kotlin در پلتفرم اندروید است. این روشی را برای نوشتن کدهای غیرهمزمان بدون نگرانی از بلاک شدن و فریز شدن ارائه می دهد که خواندن، نوشتن و نگهداری آن آسان است.

در این مقاله از سری مقالات کاتلین می خواهیم شما را با آموزش جامع کروتینز در اندروید آشنا کنیم و مزایا و معایب آن را مورد بررسی قرار دهیم. پس با سایت ترولرن همراه باش.

“قبل از شروع مقاله، بگم که بعد از مطالعه این مطلب، از آموزش پروژه محور برنامه نویسی اندروید سایتمون یعنی دوره ژنرال اندروید غافل نشید.”

توی دوره ژنرال صفر تا صد کروتینز در اندروید رو در یک فصل کامل توضیح دادیم و همچنین توی پروژه های دیجی کالا و اسنپ فود به صورت عملی و پروژه محور از کروتینز استفاده کردیم و بطور کامل اون رو آموزش دادیم.

مقدمه

Coroutines یک ویژگی زبان معرفی شده در Kotlin است که به شما امکان می دهد کدهای ناهمزمان را به شیوه ای متوالی و ساختارمندتر بنویسید. و راهی برای انجام وظایف به صورت ناهمزمان و بدون نیاز به callback یا threading صریح ارائه می دهند. که این نکته بسیار مهمی در برنامه نویسی است.

با Kotlin Coroutines، می‌توانید کد ناهمزمانی بنویسید که شبیه کدهای متوالی معمولی به نظر می‌رسد و رفتار آن را آسان‌تر می‌کند و درک و نگهداری آن را آسان‌تر می‌کند. Coroutine ها را می توان با اجزای مختلف Android مانند Activities، Fragments و ViewModels استفاده کرد تا عملیات همزمان و ناهمزمان را به روشی کارآمدتر و مختصر انجام دهد. با استفاده از کروتینز دیگر بابت تردها و نخ‌های سیستم عامل اندروید هیچ نگرانی نداریم و کروتیز این موارد رو بطور خودکار و به بهترین شکل ممکن مدیریت میکند.

کروتینز (Coroutines) چیست؟

کروتینز در اندروید از طریق کتابخانه‌ای به نام Kotlin Coroutines معرفی شده‌. این کتابخانه به برنامه‌نویسان امکان استفاده از برنامه‌نویسی همروند را با استفاده از اصولی ساده و قدرتمند از زبان Kotlin می‌دهد.

یک coroutine در اصل یک الگوی برنامه‌نویسی است که به شما امکان می‌دهد کدهای همروند را به صورت ساده‌تر و خواناتری نوشته و اجرا کنید. به عنوان مثال، شما می‌توانید یک عملیات پشت صحنه را در یک coroutine اجرا کنید و منتظر پاسخ آن نباشید تا برنامه شما قفل نشود. همچنین می‌توانید از coroutines برای اجرای عملیات‌های مربوط به واسط کاربری (UI) در نخ اصلی بدون ایجاد بسته شدن (blocking) استفاده کنید.

• با استفاده از Kotlin Coroutines در اندروید، می‌توانید انواعی از عملیات‌های همروند را اجرا کنید، از جمله:

1. دسترسی به پایگاه داده

شما می‌توانید کوئری‌های پایگاه داده را در یک coroutine اجرا کنید بدون اینکه نخ اصلی برنامه را مسدود کنید. این کار به شما کمک می‌کند تا از عملکرد بهتری برخوردار شوید و برنامه را بیشتر بهینه کنید.

2. اجرای عملیات شبکه

شما می‌توانید درخواست‌های HTTP به سرور را در یک coroutine ارسال کنید و منتظر پاسخ آن نباشید. این کار به شما امکان می‌دهد برنامه خود را به صورت ناهمزمان (asynchronous) طراحی کنید و از بسته شدن نخ اصلی جلوگیری کنید.

3. اجرای عملیات محاسباتی سنگین

شما می‌توانید عملیات‌های محاسباتی سنگین را در یک coroutine اجرا کنید تا برنامه شما به صورت روان‌تر و بدون توقف اجرا شود.

برای استفاده از coroutines در اندروید، شما باید به پروژه خود کتابخانه Kotlin Coroutines را اضافه کنید و از توابع و ابزارهای مربوطه استفاده کنید. با استفاده از کلیدواژه suspend می‌توانید توابع همروند را تعریف کنید و با استفاده از توابعی مانند launch و async می‌توانید coroutines را ایجادو کنترل کنید.

مزایای  coroutines در اندروید

1. سادگی و خوانایی بالا

با استفاده از coroutines، می‌توانید کدهای همروند را به صورت خواناتر و قابل فهم‌تری نوشته و تعامل کنید. این الگوی برنامه‌نویسی به شما امکان می‌دهد از توانایی‌های همروندی برنامه بهره ببرید بدون اینکه کدهای پیچیده و سخت‌خوان را نوشته و مدیریت کنید.

2. کاهش بسته شدن (blocking)

با استفاده از coroutines، می‌توانید از بسته شدن نخ اصلی برنامه جلوگیری کنید. این به این معنی است که برنامه شما همچنان قابل پاسخ‌گویی باقی می‌ماند و کاربر می‌تواند با آن تعامل کند در حالی که عملیات‌های همروند در پس‌زمینه انجام می‌شوند.

3. مدیریت منابع بهتر

با استفاده از coroutines و suspend functions، می‌توانید بهترین استفاده را از منابع مانند پایگاه داده‌ها، شبکه و فایل‌ها بکنید. به عنوان مثال، شما می‌توانید منابع را برای مدت زمان لازم برای انجام عملیات رزرو کنید و پس از اتمام عملیات، آن‌ها را آزاد کنید.

4. امکان تعیین برخی از خصوصیات عملکرد coroutines

مانند تاخیر (delay)، تکرار (repeat) و تنظیمات مربوط به نخ‌ها (thread) و dispatcherها.

5. سازگاری با برنامه‌نویسی رویدادمحور

coroutines با برنامه‌نویسی رویدادمحور (event-driven) سازگار هستند و شما می‌توانید آن‌ها را به عنوان جایگزینی برای روش‌های سنتی مانند Callback و flow استفاده کنید.

در اندروید، می‌توانید coroutines را در پروژه‌های Kotlin استفاده کنید و با استفاده از کتابخانه‌های مربوطه مانند kotlinx.coroutines بهره‌برداری کنید. با استفاده از این کتابخانه، می‌توانید از اصول و قابلیت‌های coroutines بهره ببرید و برنامه‌های همروند و reactive را بسازید.

import kotlinx.coroutines.*

fun main() {
    println("شروع برنامه")

    CoroutineScope(Dispatchers.Default).launch {
        println("شروع کروتین")
        delay(2000) // تاخیری را شبیه‌سازی می‌کند (در اینجا 2 ثانیه)
        println("پایان کروتین")
    }

    println("ادامه اجرای برنامه")

    // انتظار برای اتمام کروتین
    Thread.sleep(3000) // منتظر می‌ماند تا کروتین پایان یابد (در اینجا 3 ثانیه)

    println("پایان برنامه")
}

import kotlinx.coroutines.*

suspend fun doSomething() {
    println("شروع کروتین")
    delay(2000) // تاخیری را شبیه‌سازی می‌کند (در اینجا 2 ثانیه)
    println("پایان کروتین")
}

fun main() {
    println("شروع برنامه")

    CoroutineScope(Dispatchers.Default).launch {
        doSomething()
    }

    println("ادامه اجرای برنامه")

    // انتظار برای اتمام کروتین
    Thread.sleep(3000) // منتظر می‌ماند تا کروتین پایان یابد (در اینجا 3 ثانیه)

    println("پایان برنامه")
}