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[移动开发]Kotlin学习笔记——（十三）协程异常处理

注：编码工具为IntelliJ

Kotlin异常

常规处理二：try-catch包裹整个协程，不起作用

CoroutineExceptionHandler? ?

async方式启动的协程异常抛出和处理

异常抛出

处理异常

CoroutineExceptionHandler

全局协程异常处理器

协同作用域与主从作用域异常处理的不同：针对协程嵌套

协同作用域

主从作用域

Kotlin异常

????????Kotlin中没有受检查异常，如果某段代码可能发生异常，需要手动try-catch。

不处理的情况

package step_fourteen

import java.io.File

fun main() {
    File("").readLines()
}

输出：

Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: 
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.forEachLine(FileReadWrite.kt:190)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines(FileReadWrite.kt:219)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines$default(FileReadWrite.kt:217)
	at step_fourteen.KotlinExceptionKt.main(KotlinException.kt:6)
	at step_fourteen.KotlinExceptionKt.main(KotlinException.kt)

处理的情况

package step_fourteen

import step_twelve.log
import java.io.File
import java.lang.Exception

fun main() {
    try{
        File("").readLines()
    }catch (e: Exception)
    {
        log("捕获一个异常")
    }
}

输出：

[2021-11-27 11:29:53]-[main] 捕获一个异常

协程异常处理

launch方式启动的协程异常抛出和处理

异常抛出

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineScope
import kotlinx.coroutines.Job
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    val scope = CoroutineScope(Job())
    scope.launch {
        log("before")
        File("").readLines()
        log("after")
    }
    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:32:08]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
Exception in thread "DefaultDispatcher-worker-1" java.io.FileNotFoundException: 
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.forEachLine(FileReadWrite.kt:190)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines(FileReadWrite.kt:219)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines$default(FileReadWrite.kt:217)
	at step_fourteen.LaunchExceptionKt$main$1.invokeSuspend(LaunchException.kt:13)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)

常规处理：try-catch

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.GlobalScope
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    GlobalScope.launch {
        log("before")
        try{
            File("").readLines()
        }catch (e: Exception)
        {
            log("捕获异常")
        }
        log("after")
    }
    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:34:33]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
[2021-11-27 11:34:33]-[DefaultDispatcher-worker-1] 捕获异常
[2021-11-27 11:34:33]-[DefaultDispatcher-worker-1] after

常规处理二：try-catch包裹整个协程，不起作用

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.GlobalScope
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    try {
        GlobalScope.launch {
            log("before")
            File("").readLines()
            log("after")
        }
    } catch (e: Exception) {
        log("捕获异常")
    }
    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:35:02]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
Exception in thread "DefaultDispatcher-worker-1" java.io.FileNotFoundException: 
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.forEachLine(FileReadWrite.kt:190)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines(FileReadWrite.kt:219)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines$default(FileReadWrite.kt:217)
	at step_fourteen.LaunchExceptionKt$main$1.invokeSuspend(LaunchException.kt:12)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)

CoroutineExceptionHandler? ?

????????虽然捕获了异常，但是协程还是被取消了。

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineExceptionHandler
import kotlinx.coroutines.GlobalScope
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
        log("handler 捕获异常 ")
    }
    GlobalScope.launch(handler) {
        log("before")
        File("").readLines()
        log("after")
    }

    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:36:59]-[DefaultDispatcher-worker-2] before
[2021-11-27 11:36:59]-[DefaultDispatcher-worker-2] handler 捕获异常

? ? ? ? handler对嵌套协程也适用，发生异常的协程会被取消，其他协程不受影响。

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineExceptionHandler
import kotlinx.coroutines.GlobalScope
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
        log("handler 捕获异常 ")
    }
    GlobalScope.launch(handler) {
        launch {
            log("before")
            File("").readLines()
            log("after")
        }
        launch {
            log("子协程")
        }
    }

    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:40:09]-[DefaultDispatcher-worker-3] 子协程
[2021-11-27 11:40:09]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
[2021-11-27 11:40:09]-[DefaultDispatcher-worker-1] handler 捕获异常

? ? ? ? handler作为子协程的CoroutineContext，无效。

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineExceptionHandler
import kotlinx.coroutines.GlobalScope
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
        log("handler 捕获异常 ")
    }
    GlobalScope.launch() {
        launch(handler) {
            log("before")
            File("").readLines()
            log("after")
        }
        launch {
            log("子协程")
        }
    }

    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:43:22]-[DefaultDispatcher-worker-3] 子协程
[2021-11-27 11:43:22]-[DefaultDispatcher-worker-2] before
Exception in thread "DefaultDispatcher-worker-2" java.io.FileNotFoundException: 
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.forEachLine(FileReadWrite.kt:190)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines(FileReadWrite.kt:219)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines$default(FileReadWrite.kt:217)
	at step_fourteen.LaunchExceptionKt$main$1$1.invokeSuspend(LaunchException.kt:16)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)

? ? ? ? 小结：handler只在作为顶级作用域的协程上下文时有效。

async方式启动的协程异常抛出和处理

异常抛出

? ? ? ? 不抛出情况

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineScope
import kotlinx.coroutines.Job
import kotlinx.coroutines.async
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    val scope = CoroutineScope(Job())
    scope.async{
        log("before")
        File("").readLines()
        log("after")
    }
    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:49:50]-[DefaultDispatcher-worker-1] before

????????抛出情况

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineScope
import kotlinx.coroutines.Job
import kotlinx.coroutines.async
import kotlinx.coroutines.runBlocking
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    runBlocking {
        val scope = CoroutineScope(Job())
        scope.async{
            log("before")
            File("").readLines()
            log("after")
        }.await()
        Thread.sleep(200)
    }
}

输出：

[2021-11-27 11:50:35]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: 
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.forEachLine(FileReadWrite.kt:190)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines(FileReadWrite.kt:219)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines$default(FileReadWrite.kt:217)
	at step_fourteen.AsyncExceptionKt$main$1$1.invokeSuspend(AsyncException.kt:15)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)

处理异常

? ? ? ? try-catch

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineScope
import kotlinx.coroutines.Job
import kotlinx.coroutines.async
import kotlinx.coroutines.runBlocking
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    runBlocking {
        val scope = CoroutineScope(Job())
        val def = scope.async {
            log("before")
            File("").readLines()
            log("after")
        }
        try {
            def.await()
        } catch (e: Exception) {
            log("捕获异常")
        }
        Thread.sleep(200)
    }
}

输出：

[2021-11-27 11:52:13]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
[2021-11-27 11:52:13]-[main] 捕获异常

CoroutineExceptionHandler

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.*
import step_twelve.log
import java.io.File

suspend fun main() {
    val handler = CoroutineExceptionHandler { _, e ->
        log("handler 捕获异常")
    }

    val scope = CoroutineScope(Job())
    val def = scope.async(handler) {
        log("before")
        File("").readLines()
        log("after")
    }
    def.await()

    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 11:54:03]-[DefaultDispatcher-worker-1] before
Exception in thread "main" java.io.FileNotFoundException: 
	at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
	at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
	at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:138)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.forEachLine(FileReadWrite.kt:190)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines(FileReadWrite.kt:219)
	at kotlin.io.FilesKt__FileReadWriteKt.readLines$default(FileReadWrite.kt:217)
	at step_fourteen.AsyncExceptionKt$main$def$1.invokeSuspend(AsyncException.kt:15)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)

? ? ? ? 小结：CoroutineExceptionHandler对launch启动方式有效，对async启动方式无效。

全局协程异常处理器

? ? ? ? 首先定义一个类实现CoroutineExceptionHandler

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.CoroutineExceptionHandler
import step_twelve.log
import kotlin.coroutines.CoroutineContext

class GlobalExceptionHandler: CoroutineExceptionHandler {
    override val key: CoroutineContext.Key<*>
        get() = CoroutineExceptionHandler

    override fun handleException(context: CoroutineContext, exception: Throwable) {
        Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler { t, e ->  log("全局Handler捕获异常")}
    }
}

? ? ? ? src/main目录下创建resources目录，resources目录下创建META-INF目录，META-INF目录下创建services目录，services目录下创建名为kotlinx.coroutines.CoroutineExceptionHandler的文件，将自定义的Handler的全路径名写入其中，然后全局协程异常处理器就生效了。

?全局异常处理器测试

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.GlobalScope
import kotlinx.coroutines.launch
import step_twelve.log
import java.io.File

fun main() {
    GlobalScope.launch {
        log("before")
        File("").readLines()
        log("after")
    }
    Thread.sleep(200)
}

输出：

[2021-11-27 12:05:55]-[DefaultDispatcher-worker-2] before
[2021-11-27 12:05:55]-[DefaultDispatcher-worker-2] 全局Handler捕获异常

????????全局异常处理器生效的原理：用到了JVM的ServiceLoader。

? ? ? ? 在源码的CoroutineExceptionHandlerImpl.kt文件中用ServiceLoader加载了我们自己定义的类，然后进行相应处理。

private val handlers: List<CoroutineExceptionHandler> = ServiceLoader.load(
        CoroutineExceptionHandler::class.java,
        CoroutineExceptionHandler::class.java.classLoader
).iterator().asSequence().toList()

internal actual fun handleCoroutineExceptionImpl(context: CoroutineContext, exception: Throwable) {
    // use additional extension handlers
    for (handler in handlers) {
        try {
            handler.handleException(context, exception)
        } catch (t: Throwable) {
            // Use thread's handler if custom handler failed to handle exception
            val currentThread = Thread.currentThread()
            currentThread.uncaughtExceptionHandler.uncaughtException(currentThread, handlerException(exception, t))
        }
    }

    // use thread's handler
    val currentThread = Thread.currentThread()
    currentThread.uncaughtExceptionHandler.uncaughtException(currentThread, exception)
}

协同作用域与主从作用域异常处理的不同：针对协程嵌套

协同作用域

? ? ? ? 只要有一个子协程发生异常，所有协程都会被取消。

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.*
import step_twelve.log

fun main() {
    GlobalScope.launch() {
        launch() {
            throw RuntimeException("abc")
        }
        launch {
            log("test")
        }
    }
    Thread.sleep(100)
}

输出：

Exception in thread "DefaultDispatcher-worker-1" java.lang.RuntimeException: abc
	at step_fourteen.ScopeTestKt$main$1$1.invokeSuspend(ScopeTest.kt:9)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)

? ? ? ? 可以看到上面的子协程抛出异常，下面的子协程没有打印test。

主从作用域

? ? ? ? 有某个子协程发生异常，不影响其他协程运行。

package step_fourteen

import kotlinx.coroutines.*
import step_twelve.log

fun main() {
    GlobalScope.launch() {
        supervisorScope {
            launch() {
                throw RuntimeException("abc")
            }
            launch {
                log("test")
            }
        }
    }
    Thread.sleep(100)
}

输出：

Exception in thread "DefaultDispatcher-worker-2" java.lang.RuntimeException: abc
	at step_fourteen.ScopeTest2Kt$main$1$1$1.invokeSuspend(ScopeTest2.kt:10)
	at kotlin.coroutines.jvm.internal.BaseContinuationImpl.resumeWith(ContinuationImpl.kt:33)
	at kotlinx.coroutines.DispatchedTask.run(DispatchedTask.kt:106)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler.runSafely(CoroutineScheduler.kt:571)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.executeTask(CoroutineScheduler.kt:750)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.runWorker(CoroutineScheduler.kt:678)
	at kotlinx.coroutines.scheduling.CoroutineScheduler$Worker.run(CoroutineScheduler.kt:665)
[2021-11-27 12:14:14]-[DefaultDispatcher-worker-3] test

? ? ? ? 可以看到，虽然上面的协程抛出了异常，但下面的协程依然正常运行。

总结：

? ? ? ? 1、Job(launch启动方式返回值)的异常需要在根协程域捕获，类似 Thread.defaultUncaughtExceptionHandler，在子协程无法捕获,如果不捕获，会崩溃。

? ? ? ? 2、Defered(async启动方式返回值)的异常依赖用户来最终消费(await)异常，如果没消费，不需要捕获，也不会崩溃，如果消费了则需要捕获，不然会崩溃。

? ? ? ? 3、协同作用域中，协程中异常传播是双向的，子协程的异常会导致父协程结束，父协程的异常也会导致整个结束。

? ? ? ? 4、主从作用域中，SupervisorJob的异常是单向传播的，子协程的异常不影响其他，父协程的异常会影响全局，因此，SupervisorJob的子协程都应该设置捕获异常操作。
?????????注意：只有一级子协程和父协程之间才是主从关系：单向传播；而二级及以上子协程与父协程之间没有特殊声明，就是协同关系：双向传播。

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