Coroutine：blockingとnon-blockingの違い

コルーチン（Coroutine）は「非同期処理の手法」の１つです。

Kotlinが提供します。

特徴としてnon-blocking動作をサポートします。

このnon-blocking動作についてまとめます。

1 delay( )とThread.sleep( )の違い
2 non-blocking動作のdelay( )
3 blocking動作のThread.sleep( )
4 Susupend関数とは
5 non-blocking動作≒「スレッド＋コールバック」

delay( )とThread.sleep( )の違い

サンプル（A）（B）は「3⇒2⇒1⇒0」と１秒の間隔でカウントダウンを行うプログラムです。

１秒の間隔を作るために、１つは（A）コルーチンのdelay( )を使い、もう１つは（B）Thread.sleep( )を使っています。（B）は単にdelay( )をThread.sleep( )に置き換えたものです。

        val _txtCount = findViewById<TextView>(R.id.txtCount)
        val _btnStart = findViewById<Button>(R.id.btnStart)
        val _btnStop = findViewById<Button>(R.id.btnStop)
		
		var _job: Job? = null

        _btnStart.setOnClickListener {
            _job?.cancel()				// 起動が重複した時、前のタスクをキャンセル
            _job = GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {  // Mainスレッドを起動
                _txtCount.text = "3"
                delay(1000)				// 1秒の間隔を作る
                _txtCount.text = "2"
                delay(1000)				// 1秒の間隔を作る
                _txtCount.text = "1"
                delay(1000)				// 1秒の間隔を作る
                _txtCount.text = "0"
            }
        }
		
        _btnStop.setOnClickListener {
            _job?.cancel()
        }

        val _txtCount = findViewById<TextView>(R.id.txtCount)
        val _btnStart = findViewById<Button>(R.id.btnStart)
        val _btnStop = findViewById<Button>(R.id.btnStop)
		
		var _job: Job? = null

        _btnStart.setOnClickListener {
            _job?.cancel()				// 起動が重複した時、前のタスクをキャンセル
            _job = GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {  // Mainスレッドを起動
                _txtCount.text = "3"
                Thread.sleep(1000)		// 1秒の間隔を作る
                _txtCount.text = "2"
                Thread.sleep(1000)		// 1秒の間隔を作る
                _txtCount.text = "1"
                Thread.sleep(1000)		// 1秒の間隔を作る
                _txtCount.text = "0"
            }
        }
		
        _btnStop.setOnClickListener {
            _job?.cancel()
        }

【（A）の実行結果　】

STARTのクリックで実行：OK

【（B）の実行結果　】
Thread.sleep( )を使った例

STARTのクリックで変化なし：NG

（A）コルーチンのdelay( )を使った例は正常に動きますが、（B）Thread.sleep( )を使った例はSTARTボタンを押してもカウントダウンしません。

delay( )もThread.sleep( )も「１秒の間隔を作る」構文であることに、違いは無いのですが…

これはスレッドの扱われ方の違いから生じています。

non-blocking動作のdelay( )

delay( )は実行後にスレッドを一時停止（suspend）します。

一時停止したスレッドはプールに返却されて、新たな処理へ割り当てられるまで待機します。処理の要求があれば、プールから取得したスレッドへ割り当てます。

つまり、スレッドは新たな処理の割り当てを拒否しません。

これをnon-blocking動作といいます。

delay( )の場合のシーケンス図

サンプル（A）は１秒の間隔を作る間に画面描画（新たな処理）が実行できるので、アプリは正常に動作します。

blocking動作のThread.sleep( )

sleep( )は実行後にスレッドを休止（sleep）します。

休止したスレッドは「休止」という処理を続けています。稼働した状態と同じで、新たな処理が割り当てできません。

つまり、スレッドは新たな処理の割り当てを拒否します。

これをblocking動作といいます。

Thread.sleep( )の場合のシーケンス図

コルーチンを処理している間、スレッドはシステムが発行する画面描画の実行も拒否します。サンプル（B）は、これが原因で画面は更新されず、アプリは何も変化しない見た目になります。

Susupend関数とは

non-blocking動作を含んでいる関数のことをSuspend関数と呼びます。

Suspend関数は関数名の前にsuspend修飾子を付ける決まりになっています。

delay( )はSuspend関数です。ですので、suspend修飾子が付いています。

public suspend fun delay(timeMillis: Long) {
    if (timeMillis <= 0) return // don`t delay
    return suspendCancellableCoroutine sc@ { cont: CancellableContinuation<Unit> ->
        cont.context.delay.scheduleResumeAfterDelay(timeMillis, cont)
    }
}

※詳細は「Susupend関数とその仕組み」を参照

non-blocking動作≒「スレッド＋コールバック」

コルーチンのSuspend関数が利用可能になる以前は、non-blocking動作を「スレッド＋コールバック」で表現していました。

例えばdelay( )は次のようになります。

                _txtCount.text = "2"
                delay(1000)
                _txtCount.text = "1"

                            _txtCount.text = "2"
                            _thread = Thread {				// スレッド
                                try { Thread.sleep(1000) }
                                catch (e: InterruptedException) { return@Thread }
                                runOnUiThread {				// コールバック
                                    _txtCount.text = "1"
                                }
                            }.apply { start() }

「スレッド＋コールバック」の欠点は、

（1）non-blocking動作毎にThreadのインスタンスを作成
　　　　⇒起動のオーバーヘッドが大きい
（2）コールバック後にThreadインスタンスは不要
　　　　⇒破棄される、GCまでメモリにゴミが残る

です。

コルーチンはスレッドをプールから再利用するので、上記の欠点がありません。よくコルーチンのメリットとして述べられている点です。

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Kotlin：コルーチン（Coroutine）

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