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= Kotlin流（Flow） =

== 介绍 ==
'''Kotlin流（Flow）'''是Kotlin协程库中用于处理异步数据流的API，它以响应式编程的方式按顺序发射多个值。Flow的设计灵感来源于Reactive Streams（如RxJava），但完全基于协程实现，提供更轻量级且符合Kotlin习惯的解决方案。

核心特点：
* '''冷流（Cold Stream）'''：只有在收集（collect）时才会执行发射逻辑
* '''可取消支持'''：与协程生命周期绑定
* '''背压（Backpressure）'''处理：通过挂起函数天然支持
* '''操作符丰富'''：提供类似集合的转换操作（map、filter等）

== 基础使用 ==
最简单的Flow通过`flow`构建器创建：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun simpleFlow(): Flow<Int> = flow {
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // 模拟异步操作
        emit(i)    // 发射值
    }
}

fun main() = runBlocking {
    simpleFlow().collect { value -> 
        println(value) 
    }
}
</syntaxhighlight>

输出：
<pre>
1
2
3
</pre>

=== 关键组件 ===
<mermaid>
graph LR
    A[生产者] -->|emit| B(Flow)
    B -->|collect| C[消费者]
    C -->|处理| D[结果]
</mermaid>

* '''生产者'''：通过`emit()`发射数据
* '''Flow'''：数据传输管道
* '''消费者'''：通过`collect()`接收数据

== 操作符 ==
Flow提供两类操作符：
=== 中间操作符 ===
不立即执行，返回新Flow：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
flowOf(1,2,3)
    .map { it * it }       // 转换
    .filter { it % 2 != 0 }// 过滤
    .collect(::println)    // 输出：1, 9
</syntaxhighlight>

=== 末端操作符 ===
触发流执行：
* `collect()`：收集所有值
* `first()`：获取第一个值
* `toList()`：转换为集合
* `reduce()`：累积计算

== 异常处理 ==
使用`catch`操作符捕获异常：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
flow {
    emit(1)
    throw RuntimeException("Error!")
}.catch { e -> 
    println("Caught: $e") 
}.collect(::println)
</syntaxhighlight>

== 上下文控制 ==
默认遵循'''上下文保留'''（Context Preservation）原则，可通过`flowOn`切换上下文：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
flow {
    println("Emitting in ${Thread.currentThread().name}")
    emit(1)
}.flowOn(Dispatchers.IO)
 .collect { 
    println("Collecting in ${Thread.currentThread().name}") 
}
</syntaxhighlight>

== 高级特性 ==
=== 状态流（StateFlow） ===
热流实现，自动保存最新状态：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val state = MutableStateFlow(0)

fun update() = runBlocking {
    state.collect { println("State: $it") }
    state.value = 1  // 触发更新
}
</syntaxhighlight>

=== 共享流（SharedFlow） ===
支持多订阅者的热流：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val sharedFlow = MutableSharedFlow<Int>()

fun producer() = CoroutineScope(Dispatchers.Default).launch {
    repeat(5) {
        sharedFlow.emit(it)
        delay(100)
    }
}
</syntaxhighlight>

== 实际案例 ==
'''场景'''：实现实时搜索建议
<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun searchFlow(query: String): Flow<List<Result>> = flow {
    val api = SearchApi()
    emit(api.suggest(query)) // 首次快速结果
    delay(300) // 防抖
    emit(api.fullSearch(query)) // 完整结果
}

// UI层使用
viewModelScope.launch {
    searchQuery.asFlow()
        .debounce(300)
        .flatMapLatest { query ->
            searchFlow(query)
        }
        .collect { results ->
            updateUI(results)
        }
}
</syntaxhighlight>

== 性能优化 ==
* 使用`buffer()`并行处理生产-消费
* 对快速发射流使用`conflate()`跳过中间值
* 复杂计算使用`flowOn`切换调度器

== 数学表示 ==
Flow可视为离散时间序列：
<math>
F = \{x_1, x_2, ..., x_n | x_i \in X\}
</math>
其中转换操作符相当于函数组合：
<math>
map(f) \circ filter(p) \equiv \{f(x_i) | p(x_i) = true\}
</math>

== 常见问题 ==
'''Q: Flow与LiveData的区别？'''
* Flow更灵活，支持复杂异步操作
* LiveData专为UI设计，自动感知生命周期

'''Q: 何时该用Channel替代Flow？'''
* 需要跨协程通信时
* 处理一次性事件（非数据流）

== 最佳实践 ==
1. 避免在Flow中修改共享状态
2. 对资源使用`onCompletion`进行清理
3. 公共API返回`Flow`而非具体实现类
4. 测试时使用`test`模块的`runTest`

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