Kotlin | 关于协程异常处理，你想知道的都在这里（上）

引言

关于协程的异常处理，一直以来都不是一个简单问题。因为涉及到了很多方面，包括 异常的传递 ，结构化并发下的异常处理 ,异常的传播方式 ,不同的Job 等，所以常常让很多(特别是刚使用协程的,也不乏老手)同学摸不着头脑。

常见有如下两种处理方式：

• try catch
• CoroutineExceptionHandler

但这两种方式(特别是第二种)到底该什么时候用，用在哪里，却是一个问题？

比如虽然知道 CoroutineExceptionHandler ，但为什么增加了却还是崩溃？到底应该加在哪里? 尝试半天发现无解，最终又只能直接 try catch ，粗暴并有效，最终遇到此类问题，直接下意识 try 住。

try catch 虽然直接，一定程度上也帮我们规避了很多使用方面的问题，但同时也埋下了很多坑，也就是说，并不是所有协程的异常都可以 try 住(取决于使用位置)，其也不是任何场景的最优解。

鉴于此，本篇将从头到尾，帮助你理清以下问题：

• 什么是结构化并发?
• 协程的异常传播流程与形式
• 协程的异常处理方式
• 为什么有些异常处理了却还是崩了
• SupervisorJob 的使用场景
• supervisorScope 与 coroutineScope
• 异常处理方式的场景推荐

本文尽可能会用大白话与你分享理解，如有遗漏或理解不当，也欢迎评论区反馈。

好了，让我们开始吧！

结构化并发

在最开始前，我们先搞清楚什么是 结构化并发，这对我们理解协程异常的传递将非常有帮助。

让我们先将思路转为日常业务开发中，比如在某某业务中，可能存在好几个需要同时处理的逻辑，比如同时请求两个网络接口，同时操作两个子任务等。我们暂且称上述学术化概念为 多个并发操作。

而每个并发操作其实都是在处理一个单独的任务，这个 任务 中，可能还存在 子任务 ; 同样对于这个子任务来说，它又是其父任务的子单元。每个任务都有自己的生命周期，子任务的生命周期会继承父任务的生命周期，比如如果父任务关闭，子任务也会被取消。而如果满足这样特性，我们就称其就是 结构化并发。

在协程中，我们常用的 CoroutineScope，正是基于这样的特性，即其也有自己的作用域与层级概念。

比如当我们每次调用其扩展方法 launch() 时，这个内部又是一个新的协程作用域,新的作用域又会与父协程保持着层级关系，当我们 取消 CoroutineScope 时，其所有子协程也都会被关闭。

如下代码片段：

val scope = CoroutineScope(Job())
val jobA = scope.launch(CoroutineName("A")) {
   val jobChildA = launch(CoroutineName("child-A")) {
        delay(1000)
        println("xxx")
   }
    // jobChildA.cancel()
}
val jobB = scope.launch(CoroutineName("B")) {
         delay(500)
        println("xxx")
}
// scope.cancel()

我们定义了一个名为 scope 的作用域, 其中有两个子协程 jobA,B，同时 jobA 又有一个子协程 jobChildA。

如果我们要取消jobB，并不会影响jobA，其依然会继续执行;

但如果我们要取消整个作用域时 scope.cancel(),jobA,jobB都会被取消，相应jobA被取消时, 因为其也有自己的作用域，所以 jobChildA 也会被取消，以此类推。而这就是协程的 结构化并发特性。

异常传播流程

默认情况下，任意一个协程发生异常时都会影响到整个协程树，而异常的传递通常是双向的，也即协程会向子协程与父协程共同传递，如下方所示：

整体流程如下：

• 先 cancel 子协程
• 取消自己
• 将异常传递给父协程
• (重复上述过程,直到根协程关闭)

举个例子，比如下面这段代码：

在上图中,我们创建了 两个子协程A,B,并在 A中 抛出异常，查看结果如右图所示, 当子协程A异常被终止时,我们的子协程B与父协程都受到影响被终止。

当然如果不想在协程异常时，同级别子协程或者父协程受到影响，此时就可以使用 SupervisorJob ,这个我们放在下面再谈。

异常传播形式

在协程中，异常的传播形式有两种，一种是自动传播( launch 或 actor)，一种是向用户暴漏该异常( async 或 produce ),这两种的区别在于，前者的异常传递过程是层层向上传递(如果异常没有被捕获)，而后者将不会向上传递，会在调用处直接暴漏。

记住上述思路对我们处理协程的异常将会很有帮助。

异常处理方式

tryCatch

一般而言, tryCath 是我们最常见的处理异常方式，如下所示：

fun main() = runBlocking {
    launch {
        try {
            throw NullPointerException()
        } catch (e: Exception) {
            e.printStackTrace()
        }
    }
    println("嘿害哈")
}

当异常发生时,我们底部的输出依然能正常打印，这也不难理解，就像我们在 Android 或者 Java 中的使用一样。但有些时候这种方式并不一定能有效,我们在下面中会专门提到。但大多数情况下，tryCatch 依然如万金油一般，稳定且可靠

CoroutineExceptionHandler

其是用于在协程中全局捕获异常行为的最后一种机制，你可以理解为,类似 Thread.uncaughtExceptionHandler 一样。

但需要注意的是，CoroutineExceptionHandler 仅在未捕获的异常上调用，也即这个异常没有任何方式处理时(比如在源头tryCatch了)，由于协程是结构化的，当子协程发生异常时，它会优先将异常委托给父协程区处理，以此类推 直到根协程作用域或者顶级协程 。因此其永远不会使用我们子协程 CoroutineContext 传递的 CoroutineExceptionHandler(SupervisorJob 除外),对于 async 这种,而是直接向用户直接暴漏该异常,所以我们在具体调用处直接处理就行。

如下示例所示：

 val scope = CoroutineScope(Job())
 scope.launch() {
     launch(CoroutineExceptionHandler { _, _ -> }) {
         delay(10)
         throw RuntimeException()
     }
 }

不难发现异常了,原因就是我们的 CoroutineExceptionHandler 位置不是根协程或者 CoroutineScope 初始化时。

如果我们改成下述方式，就可以正常处理该异常:

// 1. 初始化scope时
val scope = CoroutineScope(Job() + CoroutineExceptionHandler { _, _ -> })
// 2. 根协程
scope.launch(CoroutineExceptionHandler { _, _ -> }) { }

SupervisorJob

supervisorJob 是一个特殊的Job,其会改变异常的传递方式，当使用它时,我们子协程的失败不会影响到其他子协程与父协程，通俗点理解就是:子协程会自己处理异常，并不会影响其兄弟协程或者父协程，如下图所示:

举个简单的例子:

val scope = CoroutineScope(SupervisorJob() + CoroutineExceptionHandler { _, _ -> })
scope.launch(CoroutineName("A")) {
    delay(10)
    throw RuntimeException()
}
scope.launch(CoroutineName("B")) {
    delay(100)
    Log.e("petterp", "正常执行,我不会收到影响")
}

当协程A失败时，协程B依然可以正常打印。

如果我们将上述的示例改一下，会发生什么情况？如下所示：

val scope = CoroutineScope(CoroutineExceptionHandler { _, _ -> })
scope.launch(SupervisorJob()) {
    launch(CoroutineName("A")) {
        delay(10)
        throw RuntimeException()
    }
    launch(CoroutineName("B")) {
        delay(100)
        Log.e("petterp", "正常执行,我不会收到影响")
    }
}

猜一猜B协程内部的log能否正常打印？

结果是不能

为什么? 我不是已经使用了 SupervisorJob() 吗?我们用一张图来看一下：

如上图所示，我们在 scope.launch 时传递了 SupervisorJob ,看着似乎没什么问题😕，我们期望的是 SupervisorJob 也会传递到子协程。但实则不会，因为子协程在 launch 时会创建新的协程作用域，其会使用默认新的 Job 替代我们传递 SupervisorJob ,所以导致我们传递的 SupervisorJob 被覆盖。所以如果我们想让子协程不影响父协程或者其他子协程，此时就必须再显示添加 SupervisorJob。

正确的打开方式如下所示：

  scope.launch {
     launch(CoroutineName("A") + SupervisorJob()) {
         delay(10)
         throw RuntimeException()
     }
     launch(CoroutineName("B")) {
         delay(200)
         Log.e("petterp", "猜猜我还能不能打印")
     }
   }

总结如下：

SupervisorJob 可以用来改变我们的协程异常传递方式，从而让子协程自行处理异常。但需要注意的是，因为协程具有结构化的特点，SupervisorJob 仅只能用于同一级别的子协程。如果我们在初始化 scope 时添加了 SupervisorJob ,那么整个scope对应的所有 根协程 都将默认携带 SupervisorJob ，否则就必须在 CoroutineContext 显示携带 SupervisorJob。

小测试

try不住的异常

如下的代码，可以 try 住吗?

 val scope = CoroutineScope(Job())
 try {
     //A
     scope.launch {
         throw NullPointerException()
     }
 } catch (e: Exception) {
     e.printStackTrace()
 }

答案是不会

为什么呢？我不是已经在 A 外面try了吗？

默认情况下，如果 异常没有被处理，而且顶级协程 CoroutineContext 中没有携带 CoroutineExceptionHandler ,则异常会传递给默认线程的 ExceptionHandler 。在 Android 中，如果没有设置 Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler , 这个异常将立即被抛出，从而导致引发App崩溃。

我们在 launch 时，因为启动了一个新的协程作用域，而新的作用域内部已经是新的线程(可以理解为)，因为内部发生异常时因为没有被直接捕获 , 再加上其Job不是 SupervisorJob ,所以异常将向上开始传递,因为其本身已经是根协程,此时根协程的 CoroutineContext 也没有携带 CoroutineExceptionHandler, 从而导致了直接异常。

CoroutinexxHandler 不生效？

下列代码中，添加的 CoroutineExceptionHandler 会生效吗?

val scope = CoroutineScope(Job())
scope.launch {
    val asyncA = async(SupervisorJob()+CoroutineExceptionHandler { _, _ -> }) {
        throw RuntimeException()
    }
    val asyncB = async(SupervisorJob()+CoroutineExceptionHandler { _, _ -> }) {
        throw RuntimeException()
    }
    asyncA.await()
    asyncB.await()
}