StateFlow 和 SharedFlow

StateFlow 和 SharedFlow 是 Flow API，允许数据流以最优方式发出状态更新并向多个使用方发出值。

StateFlow

StateFlow 是一个状态容器式可观察数据流，可以向其收集器发出当前状态更新和新状态更新。还可通过其 value 属性读取当前状态值。如需更新状态并将其发送到数据流，请为 MutableStateFlow 类的 value 属性分配一个新值。

在 Android 中，StateFlow 非常适合需要让可变状态保持可观察的类。

按照 Kotlin 数据流中的示例，可以从 LatestNewsViewModel 公开 StateFlow，以便 View 能够监听界面状态更新，并自行使屏幕状态在配置更改后继续有效。

class LatestNewsViewModel(
    private val newsRepository: NewsRepository
) : ViewModel() {

    // Backing property to avoid state updates from other classes
    private val _uiState = MutableStateFlow(LatestNewsUiState.Success(emptyList()))
    // The UI collects from this StateFlow to get its state updates
    val uiState: StateFlow<LatestNewsUiState> = _uiState

    init {
        viewModelScope.launch {
            newsRepository.favoriteLatestNews
                // Update View with the latest favorite news
                // Writes to the value property of MutableStateFlow,
                // adding a new element to the flow and updating all
                // of its collectors
                .collect { favoriteNews ->
                    _uiState.value = LatestNewsUiState.Success(favoriteNews)
                }
        }
    }
}

// Represents different states for the LatestNews screen
sealed class LatestNewsUiState {
    data class Success(val news: List<ArticleHeadline>): LatestNewsUiState()
    data class Error(val exception: Throwable): LatestNewsUiState()
}

负责更新 MutableStateFlow 的类是提供方，从 StateFlow 收集的所有类都是使用方。与使用 flow 构建器构建的冷数据流不同，StateFlow 是热数据流：从数据流收集数据不会触发任何提供方代码。StateFlow 始终处于活跃状态并存于内存中，而且只有在垃圾回收根中未涉及对它的其他引用时，它才符合垃圾回收条件。

当新使用方开始从数据流中收集数据时，它将接收信息流中的最近一个状态及任何后续状态。您可在 LiveData 等其他可观察类中找到此操作行为。

与处理任何其他数据流一样，View 会监听 StateFlow：

class LatestNewsActivity : AppCompatActivity() {
    private val latestNewsViewModel = // getViewModel()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        ...
        // Start a coroutine in the lifecycle scope
        lifecycleScope.launch {
            // repeatOnLifecycle launches the block in a new coroutine every time the
            // lifecycle is in the STARTED state (or above) and cancels it when it's STOPPED.
            repeatOnLifecycle(Lifecycle.State.STARTED) {
                // Trigger the flow and start listening for values.
                // Note that this happens when lifecycle is STARTED and stops
                // collecting when the lifecycle is STOPPED
                latestNewsViewModel.uiState.collect { uiState ->
                    // New value received
                    when (uiState) {
                        is LatestNewsUiState.Success -> showFavoriteNews(uiState.news)
                        is LatestNewsUiState.Error -> showError(uiState.exception)
                    }
                }
            }
        }
    }
}

警告：如果需要更新界面，切勿使用 launch 或 launchIn 扩展函数从界面直接收集数据流。即使 View 不可见，这些函数也会处理事件。此行为可能会导致应用崩溃。 为避免这种情况，请使用 repeatOnLifecycle API（如上所示）。

注意：repeatOnLifecycle API 仅在 androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.4.0 库及更高版本中提供。

如需将任何数据流转换为 StateFlow，请使用 stateIn 中间运算符。

注意：测试 StateFlows 时，尤其是在使用 stateIn 创建时，需要特别注意。如需了解详情，请参阅在 Android 上测试 Kotlin 数据流页面。

StateFlow、Flow 和 LiveData

StateFlow 和 LiveData 具有相似之处。两者都是可观察的数据容器类，并且在应用架构中使用时，两者都遵循相似模式。

但请注意，StateFlow 和 LiveData 的行为确实有所不同：

• StateFlow 需要将初始状态传递给构造函数，而 LiveData 不需要。
• 当 View 进入 STOPPED 状态时，LiveData.observe() 会自动取消注册使用方，而从 StateFlow 或任何其他数据流收集数据的操作并不会自动停止。如需实现相同的行为，您需要从 Lifecycle.repeatOnLifecycle 块收集数据流。

利用 shareIn 使冷数据流变为热数据流

StateFlow 是热数据流，只要该数据流被收集，或对它的任何其他引用在垃圾回收根中存在，该数据流就会一直存于内存中。您可以使用 shareIn 运算符将冷数据流变为热数据流。

以在 Kotlin 数据流中创建的 callbackFlow 为例，您无需为每个收集器都创建一个新数据流，而是可以使用 shareIn 在收集器间共享从 Firestore 检索到的数据。您需要传入以下内容：

• 用于共享数据流的 CoroutineScope。此作用域函数的生命周期应长于任何使用方，使共享数据流在足够长的时间内保持活跃状态。
• 要重放 (replay) 至每个新收集器的数据项数量。
• “启动”行为政策。

class NewsRemoteDataSource(...,
    private val externalScope: CoroutineScope,
) {
    val latestNews: Flow<List<ArticleHeadline>> = flow {
        ...
    }.shareIn(
        externalScope,
        replay = 1,
        started = SharingStarted.WhileSubscribed()
    )
}

在此示例中，latestNews 数据流将上次发出的数据项重放至新收集器，只要 externalScope 处于活跃状态并且存在活跃收集器，它就会一直处于活跃状态。当存在活跃订阅者时，SharingStarted.WhileSubscribed()“启动”政策将使上游提供方保持活跃状态。可使用其他启动政策，例如使用 SharingStarted.Eagerly 可立即启动提供方，使用 SharingStarted.Lazily 可在第一个订阅者出现后开始共享数据，并使数据流永远保持活跃状态。

注意：如需详细了解 externalScope 的模式，请查看这篇文章。

SharedFlow

shareIn 函数会返回一个热数据流 SharedFlow，此数据流会向从其中收集值的所有使用方发出数据。SharedFlow 是 StateFlow 的可配置性极高的泛化数据流。

您无需使用 shareIn 即可创建 SharedFlow。例如，您可以使用 SharedFlow 将 tick 信息发送到应用的其余部分，以便所有内容会定期同时刷新。除了获取最新资讯之外，您可能还想要使用用户最喜欢的主题集刷新用户信息部分。在以下代码段中，TickHandler 公开了 SharedFlow，以便其他类知道要在何时刷新其内容。与 StateFlow 一样，请在类中使用类型 MutableSharedFlow 的后备属性将数据项发送给数据流：

// Class that centralizes when the content of the app needs to be refreshed
class TickHandler(
    private val externalScope: CoroutineScope,
    private val tickIntervalMs: Long = 5000
) {
    // Backing property to avoid flow emissions from other classes
    private val _tickFlow = MutableSharedFlow<Unit>(replay = 0)
    val tickFlow: SharedFlow<Event<String>> = _tickFlow

    init {
        externalScope.launch {
            while(true) {
                _tickFlow.emit(Unit)
                delay(tickIntervalMs)
            }
        }
    }
}

class NewsRepository(
    ...,
    private val tickHandler: TickHandler,
    private val externalScope: CoroutineScope
) {
    init {
        externalScope.launch {
            // Listen for tick updates
            tickHandler.tickFlow.collect {
                refreshLatestNews()
            }
        }
    }

    suspend fun refreshLatestNews() { ... }
    ...
}

您可通过以下方式自定义 SharedFlow 行为：

• 通过 replay，您可以针对新订阅者重新发送多个之前已发出的值。
• 通过 onBufferOverflow，您可以指定相关政策来处理缓冲区中已存满要发送的数据项的情况。默认值为 BufferOverflow.SUSPEND，这会使调用方挂起。其他选项包括 DROP_LATEST 或 DROP_OLDEST。

MutableSharedFlow 还具有 subscriptionCount 属性，其中包含处于活跃状态的收集器的数量，以便您相应地优化业务逻辑。MutableSharedFlow 还包含一个 resetReplayCache 函数，供您在不想重放已向数据流发送的最新信息的情况下使用。

其他数据流资源

• Android 上的 Kotlin 数据流
• 在 Android 上测试 Kotlin 数据流
• 关于 Flow 的 shareIn 和 stateIn 运算符的注意事项
• 从 LiveData 迁移到 Kotlin Flow
• 有关 Kotlin 协程和数据流的其他资源