揭秘 Kotlin 1.6.20 重磅功能 Context Receivers

这篇文章我们一起来聊一下 Kotlin 1.6.20 的新功能 Context Receivers，来看看它为我们解决了什么问题。

通过这篇文章将会学习到以下内容：

• 扩展函数的局限性
• 什么是 Context Receivers，以及如何使用
• Context Receivers 解决了什么问题
• 引入 Context Receivers 会带来新的问题，我们如何解决
• Context Receivers 应用范围及注意事项

扩展函数的局限性

在 Kotlin 中接受者只能应用在扩展函数或者带接受者 lambda 表达式中, 如下所示。

class Context {
    var density = 0f
}

// 扩展函数
inline fun Context.px2dp(value: Int): Float = value.toFloat() / density

接受者是 fun 关键字之后和点之前的类型 Context，这里隐藏了两个知识点。

• 我们可以像调用内部函数一样，调用扩展函数 px2dp()，通常结合 Kotlin 作用域函数 with , run , apply 等等一起使用。

with(Context()) {
    px2dp(100)
}

• 在扩展函数内部，我们可以使用 this 关键字，或者隐藏关键字隐式访问内部的成员函数，但是我们不能访问私有成员

扩展函数使用起来很方便，我们可以对系统或者第三方库进行扩展，但是也有局限性。

• 只能定义一个接受者，因此限制了它的可组合性，如果有多个接受者只能当做参数传递。比如我们调用 px2dp() 方法的同时，往 logcat 和 file 中写入日志。

class LogContext {
    fun logcat(message: Any){}
}
class FileContext {
    fun writeFile(message: Any) {}
}

fun printf(logContext: LogContext, fileContext: FileContext) {
    with(Context()) {
        val dp = px2dp(100)
        logContext.logcat("print ${dp} in logcat")
        fileContext.writeFile("write ${dp} in file")
    }
}

• 在 Kotlin 中接受者只能应用在扩展函数或者带接受者 lambda 表达式中，却不能在普通函数中使用，失去了灵活性

Context Receivers 的出现带来新的可能性，它通过了组合的方式，将多个上下文接受者合并在一起，灵活性更高，应用范围更广。

什么是 Context Receivers

Context Receivers 用于表示一个基本约束，即在某些情况下需要在某些范围内才能完成的事情，它更加的灵活，可以通过组合的方式，组织上下文，将系统或者第三方类组合在一起，实现更多的功能。

如果想在项目中使用 Context Receivers，需要将 Kotlin 插件升级到 1.6.20 ，并且在项目中开启才可以使用。

plugins {
    id 'org.jetbrains.kotlin.jvm' version '1.6.20'
}
// ......
kotlinOptions {
    freeCompilerArgs = ["-Xcontext-receivers"]
}

如何使用 Context Receivers

当我们完成上述配置之后，就可以在项目中使用 Context Receivers，现在我们将上面的案例改造一下。

context(LogContext, FileContext)
fun printf() {
    with(Context()) {
        val dp = px2dp(100)
        logContext.logcat("print ${dp} in logcat")
        fileContext.writeFile("write ${dp} in file")
    }
}

我们在 printf() 函数上，使用 context() 关键字，在 context() 关键字括号中，声明上下文接收者类型的列表，多个类型用逗号分隔。但是列出的类型不允许重复，它们之间不允许有子类型关系。

通过 context() 关键字来限制它的作用范围，在这个函数中，我们可以调用上下文 LogContext 、 FileContext 内部的方法，但是使用的时候，只能通过 Kotlin 作用域函数嵌套来传递多个接受者，也许在未来可能会提供更加优雅的方式。

with(LogContext()) {
    with(FileContext()) {
        printf("I am DHL")
    }
}

引入 Context Receivers 导致可读性问题

如果我们在 LogContext 和 FileContext 中声明了多个相同名字的变量或者函数，我们只能通过 this@Lable 语句来解决这个问题。

context(LogContext, FileContext)
fun printf(message: String) {
    logcat("print message in logcat ${this@LogContext.name}")
    writeFile("write message in file ${this@FileContext.name}")
}

正如你所见，在 LogContext 和 FileContext 中都有一个名为 name 的变量，我们只能通过 this@Lable 语句来访问，但是这样会引入一个新的问题，如果有大量的同名的变量或者函数，会导致 this 关键字分散到处都是，造成可读性很差。所以我们可以通过接口隔离的方式，来解决这个问题。

interface LogContextInterface{
    val logContext:LogContext
}
interface FileContextInterface{
    val fileContext:FileContext
}

context(LogContextInterface, FileContextInterface)
fun printf(message: String) {
    logContext.logcat("print message in logcat ${logContext.name}")
    fileContext.writeFile("write message in file ${fileContext.name}")
}

通过接口隔离的方式，我们就可以解决 this 关键字导致的可读性差的问题，使用的时候需要实例化接口。

val logContext = object : LogContextInterface {
    override val logContext: LogContext = LogContext()
}
val fileContext = object : FileContextInterface {
    override val fileContext: FileContext = FileContext()
}

with(logContext) {
    with(fileContext) {
        printf("I am DHL")
    }
}

Context Receivers 应用范围及注意事项

当我们重写带有上下文接受者的函数时，必须声明为相同类型的上下文接受者。

interface Canvas
interface Shape {
    context(Canvas)
    fun draw()
}

class Circle : Shape {
    context(Canvas)
    override fun draw() {
    }
}

我们重写了 draw() 函数，声明的上下文接受者必须是相同的，Context Receivers 不仅可以作用在扩展函数、普通函数上，而且还可以作用在类上。

context(LogContextInterface, FileContextInterface)
class LogHelp{
    fun printf(message: String) {
        logContext.logcat("print message in logcat ${logContext.name}")
        fileContext.writeFile("write message in file ${fileContext.name}")
    }
}

在类 LogHelp 上使用了 context() 关键字，我们就可以在 LogHelp 范围内任意的地方使用 LogContext 或者 FileContex。

val logHelp = with(logContext) {
    with(fileContext) {
        LogHelp()
    }
}
logHelp.printf("I am DHL")

Context Receivers 除了作用在扩展函数、普通函数、类上，还可以作用在属性 getter 和 setter 以及 lambda 表达式上。

context(View)
val Int.dp get() = this.toFloat().dp

// lambda 表达式
fun save(block: context(LogContextInterface) () -> Unit) {
}

最后我们来看一下，来自社区 Context Receivers 实践的案例，扩展 Json 工具类。

fun json(build: JSONObject.() -> Unit) = JSONObject().apply { build() }

context(JSONObject)
infix fun String.by(build: JSONObject.() -> Unit) = put(this, JSONObject().build())

context(JSONObject)
infix fun String.by(value: Any) = put(this, value)

fun main() {
    val json = json {
        "name" by "Kotlin"
        "age" by 10
        "creator" by {
            "name" by "JetBrains"
            "age" by "21"
        }
    }
}

总结

• Context Receivers 提供一个基本的约束，可以在指定范围内，通过组合的方式实现更多的功能
• Context Receivers 可以作用在扩展函数、普通函数、类、属性 getter 和 setter 、 lambda 表达式
• Context Receivers 允许在不需要继承的情况，通过组合的方式，组织上下文，将系统或者第三方类组合在一起，实现更多的功能
• 通过 context() 关键字声明，在 context() 关键字括号中，声明上下文接收者类型的列表，多个类型用逗号分隔
• 如果大量使用 this 关键字会导致可读性变差，我们可以通过接口隔离的方式来解决这个问题
• 当我们重写带有上下文接受者的函数时，必须声明为相同类型的上下文接受者

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