深入探索suspend关键字

在学习协程时，我们看到了suspend关键字，那么为什么它能实现这么神奇的功能？我们知道在JVM平台，kotlin代码最终也会编译成字节码，那么编译器到底对suspend关键字进行了哪些处理？明白了这其中的奥秘能够会让我们更好理解为什么suspend不会立即返回结果而且还不会阻塞线程。

协程简化了在Android系统上的异步操作，我们知道在Android系统上主线程是不能阻塞，否则会造成卡顿甚至ANR，所以如果有耗时任务，需要使用其它线程来运行耗时任务，然后通过回调的形式将任务结果返回到主线程处理，但是如果是多个耗时任务需要顺序执行才能拿到最终结果，这样就会使得代码非常不利于理解，比如：

而协程的出现解决了这一问题，使得代码变得更简洁、可读性更高。使用协程完成上诉代码会是这样的：

我们使用了suspend关键字，这表明这个方法需要在协程中执行，我们可以简单理解为，这个方法内部可能在某些时刻挂起（暂停运行），在某些时刻恢复运行。与回调的方式相比，使用协程让线程切换和异常处理变得非常简单，那么这到底是如何实现的呢？

如何转换suspend方法？

实际上，Kotlin编译器编译suspend方法之后会通过有限状态机将转换为优化版的回调，也就是说它最终也是使用回调的形式实现的，但是这些回调不是我们自己写的，而是编译器帮我们完成的，那么具体是怎么转换的呢？

首先，在转换之后，suspend方法的返回值会被改为Unit，另外参数中会多出一个Continuation<Any?>类型的参数，比如上面的loginUser方法会转化为：

Continuation是suspend方法之间的桥梁，它保存的一些当前方法调用的信息和状态，它的定义如下：

• context变量是与这个continuation关联的协程上下文。
• resumeWith方法是用来恢复协程的，参数表示要返回的数据或者异常。

当一个suspend方法被编译时，它会根据当前方法去生成一个实现了Continuation的类，这个类中就保存了当前方法运行的Dispatcher是什么，运行目前运行到方法内部的哪个suspend方法了以及他们的返回值是什么，是否有异常等等信息。

以上面的loginUser方法为例，当编译器编译该方法时，首先会识别到当前方法是suspend方法，然后会找到在该方法中调用的其它suspend方法，然后会把每个方法调用点作为有限状态机中的一个状态，后面会根据状态机的状态来分别调用，大概是这样的：

那么又是如何知道当前该执行哪个代码块呢？或者确定当前的label值是什么？

生成的状态机是什么样的？

前面提到了，编译器会为每个suspend方法生成一个实现了Continuation接口的类，实际上是继承于ContinuationImpl的一个子类，这个类中保存了当前的label值和每个suspend方法的返回值

当前loginUser方法根据状态分为了几部分代码，每一部分触发的时机不一样，当内部的suspend方法执行完成返回结果时，会调用completion.resume(...)方法，这个时候就会触发invokeSuspend方法，这时状态已经变了，当调用loginUser(null, null, this)时就会执行另外一部分代码，完整的参考代码如下：

如何做到线程切换？

上面只提到了suspend方法被编译后转换之后大概是什么样的，但是并没有提到线程切换，其实线程切换就很简单了，因为Continuation是保存了当前协程的context，当我们执行完当前方法时，我们会调用从上一个方法传过来的Continuation，也就是completion成员变量的resume方法，而resume方法就可以根据context来切换协程执行环境了。