Kotlin协程异常传播机制

原创已于 2025-10-18 16:28:17 修改 · 685 阅读

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#kotlin #前端 #算法

于 2025-10-15 16:46:05 首次发布

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Kotlin协程异常传播机制

一、异常传播机制详解

1. 结构化并发与异常传播规则

默认传播行为：子协程的未捕获异常会向上传播至父协程，触发父协程取消并递归取消所有子协程（即“连坐制”）。

viewModelScope.launch {
    launch { // 子协程1
        throw RuntimeException("子协程崩溃") // 触发父协程取消
    }
    launch { // 子协程2（会被连带取消）
        delay(1000)
    }
}

coroutineScope与supervisorScope的区别：
- coroutineScope：子协程异常导致整个作用域取消（默认行为）。
- supervisorScope：子协程异常独立处理，不影响其他子协程。

2. 异常传播路径

构建器	异常传播方式	典型场景
`launch`	立即抛出异常，向上层传播	UI事件处理
`async`	延迟到`await()`时抛出	并行数据加载
`produce`	通过`send()`传播	生产者-消费者模型

3. 异常终止链

子协程异常 → 父协程取消 → 兄弟协程取消 → 根协程终止 → 全局异常处理器

取消传播：通过Job.cancel()触发协程取消，但CancellationException会被自动吞没。

二、异常处理核心策略

1. 全局异常捕获（兜底方案）

CoroutineExceptionHandler：捕获未处理异常，防止应用崩溃。

val handler = CoroutineExceptionHandler { _, ex ->
    FirebaseCrashlytics.getInstance().recordException(ex)
}
viewModelScope.launch(handler) { /* ... */ }

适用场景：日志记录、崩溃上报。

2. 异常隔离（责任划分）

SupervisorJob：隔离子协程异常，避免“一损俱损”。

val scope = CoroutineScope(SupervisorJob() + Dispatchers.Main)
scope.launch { /* 任务A */ } // 异常不影响其他任务
scope.launch { /* 任务B */ }

Android实践：viewModelScope默认使用SupervisorJob。

3. 局部异常处理（精准控制）

try-catch：捕获特定异常，避免全局吞没。

viewModelScope.launch {
    try {
        val data = withContext(Dispatchers.IO) { fetchData() }
    } catch (e: IOException) {
        showErrorUI(e)
    }
}

async.await()：必须包裹try-catch，否则异常可能被静默忽略。

4. 异常传播控制

coroutineScope：强制子协程异常传播至父协程。
supervisorScope：阻断异常传播，仅处理自身异常。

三、最佳实践与避坑指南

1. 作用域管理

避免GlobalScope：使用结构化作用域（如viewModelScope、lifecycleScope）自动管理生命周期，防止内存泄漏。
自定义作用域：业务层通过coroutineScope或supervisorScope控制任务边界。

2. 异常分层处理

层级	策略	示例
UI层	捕获异常并展示友好提示	`try-catch`+ `Snackbar`
领域层	转换异常类型（如网络异常→业务错误）	`sealed class`定义错误类型
数据层	处理原始异常（如Socket超时）	重试策略、降级数据

3. 调试与监控

协程调试：启用-Dkotlinx.coroutines.Debug参数，获取完整协程堆栈。

虚拟机设置
1. 打开测试配置（Edit Configurations）
2. 在 VM options 中添加 -Dkotlinx.coroutines.Debug=on(未成）

异常聚合：通过SuppressedExceptions分析多异常关联。

4. 性能优化

避免热路径try-catch：高频代码块减少异常捕获（如循环内）。
合理使用SupervisorJob：仅在需要隔离的场景使用，避免过度设计。

5. 生命周期绑定

Android示例：

class MyViewModel : ViewModel() {
    fun loadData() {
        viewModelScope.launch {
            try {
                val data = repository.fetchData()
                _uiState.value = data
            } catch (e: CancellationException) {
                // 忽略取消异常
            } catch (e: Exception) {
                _uiState.value = ErrorState(e)
            }
        }
    }
}

四、典型场景解决方案

场景1：并行请求中部分失败

viewModelScope.launch {
    val deferred1 = async { fetchDataA() }
    val deferred2 = async { fetchDataB() }
    try {
        val result = deferred1.await() to deferred2.await()
    } catch (e: Exception) {
        // 处理任一请求失败
    }
}

场景2：UI操作与后台任务解耦

fun onButtonClick() {
    lifecycleScope.launch {
        val result = withContext(Dispatchers.IO) { 
            repository.performHeavyTask() 
        }
        updateUI(result)
    }
}

场景3：全局崩溃防护

// Application初始化
val globalHandler = CoroutineExceptionHandler { _, ex ->
    Crashlytics.logException(ex)
}
GlobalScope.launch(globalHandler) { /* 后台任务 */ }

五、进阶设计模式

1. 重试机制

suspend fun <T> retry(
    times: Int = 3,
    initialDelay: Long = 1000,
    block: suspend () -> T
): T {
    repeat(times) { attempt ->
        try {
            return block()
        } catch (e: Exception) {
            if (attempt == times - 1) throw e
            delay(initialDelay * (2L pow attempt))
        }
    }
    throw IllegalStateException("Retry failed")
}

2. 错误类型标准化

sealed class AppError(val message: String) : Exception(message) {
    data class NetworkError(val code: Int) : AppError("网络异常")
    data class DatabaseError(val query: String) : AppError("查询失败")
    object AuthExpired : AppError("登录过期")
}

3. 异常恢复策略

suspend fun loadDataWithFallback() {
    try {
        fetchData()
    } catch (e: NetworkError) {
        loadCachedData() // 降级策略
    } catch (e: DatabaseError) {
        fallbackToDefault() // 默认值
    }
}