Kotlin 代理

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Java 中的代理很烦很繁，而 Kotlin 中的代理却很简单。我们来学学如何使用 Kotlin 代理吧。

本文整理自 Delegated Properties。

对于一些通用类型的属性，尽管我们可以在需要时来自行实现，但如果能一次性实现所有这些属性并将其封装到代码库中，易用性会好很多。比如这类属性：

  • 懒加载属性： 这些属性的值在首次使用时才生成
  • observable 属性：每当属性值发生变化时监听器会收到通知
  • 将属性值保存到 map，而不是为每个属性定义一个单独的字段

代理

Kotlin 针对这以上提到的这些场景提供了代理属性 ，语法如下：

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val/var <property name>: <Type> by <expression>

by关键字后面的表达式即代理 。 属性对应的get()和set()方法会被代理到<expression>对应对象的getValue()和setValue()方法。属性代理不必实现任何接口，但必须满足以下条件：

  • 为 val 属性提供 getValue() 方法
  • 为 var 属性提供 getValue() 和 setValue() 方法

当然，Kotlin 标准库提供了 ReadOnlyProperty 和 ReadOnlyProperty 接口包含这里提到的方法。Delegate 也可以选择实现这两个接口。

比如以下 Delegate 是个代理：

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class Delegate {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {
        return "$thisRef, thank you for delegating '${property.name}' to me!"
    }
 
    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {
        println("$value has been assigned to '${property.name} in $thisRef.'")
    }
}

我们在可以将 Delegate 实例作为代理：

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class Example {
    var p: String by Delegate()
}

当你读取 Example.p 字段的值时，由于它被代理到一个 Delegate 实例，所以 Delegate 实例的getValue() 方法将被调用。getValue() 的各个参数如下：

  1. 第一个参数是对应的 Example 实例
  2. 第二个参数是关于 p 字段的描述，它在 Kotlin 中被封装成一个 KProperty 对象

最终 getValue() 会输出Example@33a17727, thank you for delegating ‘p’ to me!

注意：

  • getValue() 方法参数的必须是 thisRef: Example?, property: KProperty<*> 。 thisRef 的类型必须跟属性的类型相同，或者是属性类型的父类。也可以放宽为 Any? ，这样能让 Delegate 更加通用。property 必须为KProperty<*> 或其父类
  • getValue() 方法的返回值必须跟属性类型相同，或者是属性类型的父类
  • setValue() 方法的第三个参数new value，必须跟属性类型相同或是其父类
  • getValue() 和 setValue()可以是 Delegate的成员方法，也可是其扩展方法。对于原先并没有定义这些方法的对象而言，扩展方法更为方便。但无论是作为成员方法还是扩展方法，都需要添加 operator 修饰符

为什么对 getValue() 和 setValue() 方法有上述规定呢，我们看看 Kotlin 编译器是如何处理 Delegate 的。实际上，对于每个代理属性，Kotlin 编译器都会生成一个辅助的属性。比如，对于 prop 属性，会生成一个隐藏的 prop$delegate 属性，而get()和set() 方法最后只是简单地代理到这个辅助属性。

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class C {
    var prop: Type by MyDelegate()
}

// this code is generated by the compiler instead:
class C {
    private val prop$delegate = MyDelegate()
    var prop: Type
        get() = prop$delegate.getValue(this, this::prop)
        set(value: Type) = prop$delegate.setValue(this, this::prop, value)
}

Idea 中使用 Tools > Kotlin > Show Kotlin Bytecode > Decompile 查看反编译出来的 Java 代码，确实如上所述。

标准代理

Lazy 代理

lazy() 是一个可接收 lambda 表达式作为参数的方法，它返回一个 Lazy<T> 实例，该实例作为代理来实现懒加载功能。第一次调用 get() 时会执行传给 lazy() 方法的lambda并且保留其结果，之后再调用get() 时会直接返回该结果。缺省情况下对懒加载属性的计算是同步的

  • LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED - 默认的懒加载方式，会锁定当前属性以保证仅在一个线程中对其初始化
  • LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION - 初始化方法在并发访问未被初始化的属性时可多次被调用，但仅最先被返回的值作为属性的值
  • LazyThreadSafetyMode.NONE - 对属性的访问不加任何锁。如果当前对象在多个线程中被访问，则属性的值不确定

Observable 代理

Delegate.observable() 有两个参数：属性的初始值和监听器。当给属性赋值时(即执行赋值操作后)监听器会被调用。监听器被调用时会接收到三个参数：被赋值的属性，属性的旧值，属性的新值。

vetoable() 跟 observable() 类似，但它会在属性赋值前被调用。

Map

一个常用的场景是在 map 中保存属性值。这种场景在解析 JSON 或类似的”动态”编程时很常见。这时可以使用 map 实例作为属性的代理。类似这样：

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class User(val map: Map<String, Any?>) {
    val name: String by map
    val age: Int by map
}

val user = User(mapOf(
	"name" to "King"
  	"age" to 25
))

代理属性(例如 name 从 map )中获取值，取值时的 key 即为属性的名字。