1. 前言
这是新年以来的第一篇更文，在此给大家拜个晚年，祝大家在新的一年所想的都能如愿，同时感谢大家一直以来的支持和帮助。这篇文章其实在春节前就已经构思完了，本想着在留京过年期间写完，由于计划变更，回老家过年去了，春节期间大部分时间在走亲戚，文章也就搁置下来了。
闲话少叙，本文我将尝试给大家讲明白，Kotlin协程如何实现用同步的方式实现异步调用。相信不少同学都能说出以下几种概念中的一个或者多个。
- Kotlin suspend关键字
- Kotlin内部的Continuation机制
- Continuation Passing Style (CPS)机制
- 有限状态机机制
如果你看过Kotlin协程架构师的Deep dive into Coroutines on JVM演讲视频，相信你对上面的概念不会陌生。
视频链接👉https://www.youtube.com/watch?v=YrrUCSi72E8&t=1329s
但是如果你没有深入源码探究其实现原理，相信你对上面的概念也是一知半解。本文将带领大家更加详细地了解这一知识。
2. 一个循序渐进的例子
假设有这样一个简单的场景，在App上发起一个请求，10s后拿到响应，更新到用户界面上。我们可能会遇到以下几种写法。
2.1 直接在主线程调用
这种情况，大家都很清楚，对于客户端开发，在主线程执行耗时操作这是万万不可的。为了不阻塞主线程，我们需要通过开启新线程，使用回调的方式，将结果回传过来。
2.2 使用callback
这种方式，虽然解决了在主线程做耗时操作的问题，但是引入了新问题，在子线程更新UI，会导致应用崩溃。为了解决这个问题，我们需要通过主线程Handler，把callback post到主线程运行。
2.3 使用callback和handler组合
目前为止，我们通过线程，回调，Handler组合方式，完美地实现了执行一个异步请求，并将结果更新到UI上。
在这个方案中有三个要素：
1. 线程或者线程池技术
2. 回调机制，将结果反馈给调用者
3. 回调操作在哪个线程中执行
那么此处应该敲黑板划重点了
❝既然本文是讲协程，那么协程中哪些类分别对应这三个要素呢？
- Dispatchers.Main、Dispatchers.IO等对应线程
- Continuation对应线程中的回调
- DispatchedContinuation同时指定了Continuation回调，又指定了回调在哪个线程中执行。
在此先不展开讲解Continuation和DispatchedContinuation的具体细节，此处做个铺垫，后文会详细讲解。
❞
2.4 使用协程实现
该代码是协程实现的正确代码，没有主线程执行耗时操作问题，没有子线程更新UI问题。当然也没有显式的callback，和线程切换的代码。只对suspendHeavyWork方法增加了suspend关键字，就能将异步的调用 用同步的代码实现。那么魔法在哪呢？
3. 魔法揭秘
首先贴一下完整版代码
使用Android Studio的Show Kotlin Bytecode功能查看反编译后的文件
感慨x1看了反编译后的代码，可能需要感慨一下，哪有什么岁月静好，只不过有人在替你负重前行。用协程写代码爽，是因为编译器在后面做了不少工作，理解这背后的工作，对我们使用协程大有裨益。
困惑x1那么编译器生成的这些代码，看起来既熟悉又陌生，说熟悉是因为就语法而言每行代码都认识(switch case都很熟悉)，说陌生是因为总体而言，不太明白他们干了什么，甚至有的函数(比如invokeSuspend)连在哪调用的都不知道。
困惑x2更让人困惑的是，状态机代码中明明出现了return语句，请问后续的代码是如何执行的？要搞清楚状态机的原理必须搞清楚这个问题。
4. 研究launch反编译
上图标出了三个重要的地方。
- lambda表达式被转换成了Function2实例，那么Function2是什么？为什么又给Function2传了一个类型为Continuation的null对象？
- invokeSuspend方法是干嘛的？注意参数是非空的。
- 调用heavyWork(this)传入了this对象。从前文我们可以看到，heavyWork方法反编译之后变成了heavyWork(Continuation var)。那么说明Function2是Continuation类型。
有了以上几个问题，那么离揭晓答案也就不远了。
4.1 invokeSuspend
首先回答最简单的那个问题，invokeSuspend方法是干嘛的。它定义在BaseContinuationImpl类中，是一个抽象方法。
从BaseContinuationImpl(public val completion:Continuation<Any?>?)我们可以知道协程中的回调是用链表串起来的。
假设有suspend函数调用如下，那么Continuation关系图如下
- 首先一个while循环，它保证了状态机能够轮询。
- val completion = completion!! 如果当前Continuation 左边没有回调了，快速返回
- val outcome = invokeSuspend(param) 调用当前Continuation的 invokeSuspend方法
- 如果outcome === COROUTINE_SUSPENDED直接返回。这就是为什么delay方法不会阻塞当前线程的原因，遇到suspend方法 label会+1，当前Continuation会传递给delay。
- if (completion is BaseContinuationImpl)继续递归调用invokeSuspend
- 否则调用completion.resumeWith(outcome)并且返回
这段代码就是保证状态机能够运行的核心。
4.2 Function2是什么？
Function2是SuspendLambda，定义在ContinuationImpl.kt中。它是BaseContinuationImpl的子类。
5. DispatchedContinuation
internal class DispatchedContinuation<in T>( @JvmField val dispatcher: CoroutineDispatcher, @JvmField val continuation: Continuation<T> )
DispatchedContinuation 有dispatcher和continuation两个成员变量。表示在dispatcher所对应的线程，执行continuation回调。在发生线程切换时，一定会生成DispatchedContinuation对象，否则，切完线程后，就无法再切回来了。
例如 delay和withContext，切换线程后都会创建DispatchedContinuation，以记录回调要在哪个线程调用。
