Kotlin Flow 深入
Flow 是 Kotlin 协程的响应式数据流。如果你熟悉 Java 的 Publisher/Subscriber 或 RxJava 的 Observable，Flow 是 Kotlin 原生的替代方案。
NOTE
为什么 PICO 开发需要深入 Flow？ PICO Demo 中 5/8 的项目使用 StateFlow 管理 UI 状态。但大多数 Demo 只用了 Flow 最基础的功能（作为一个可观察的”状态盒子”）。理解 Flow 的完整能力后，你可以写出更声明式、少 bug 的代码。
1. Flow 是什么
简单理解：Flow 是一个异步数据序列，它会在数据准备好后**发射（emit）**多个值。
// Java 类比：如果 Supplier<T> 是"生产一个值"
// 那 Flow<T> 就是"异步生产多个值"
// 创建一个 Flow
val numberFlow: Flow<Int> = flow {
for (i in 1..3) {
delay(1000) // 模拟异步
emit(i) // 发射一个值
}
}
// 收集（消费）Flow
scope.launch {
numberFlow.collect { value ->
println("收到: $value") // 每秒打印一个数字
}
}2. StateFlow — PICO 用得最多的 Flow
StateFlow 是 Flow 的一种特殊实现：它始终持有一个当前值，新订阅者会立即拿到这个值。这就是为什么它在 ViewModel 中如此流行。
PICO Demo 中的标准模式
class VideoViewModel : ViewModel() {
// 1. 私有可变流
private val _videoState = MutableStateFlow(
PlaybackState.IDLE
)
// 2. 公有不可变流
val videoState: StateFlow<PlaybackState> =
_videoState.asStateFlow()
// 3. 在 init 或其他函数中更新
init {
viewModelScope.launch {
snapshotFlow { manager.state }
.collectLatest { state ->
_videoState.value = state // 更新
}
}
}
}
// 4. 在 Compose 中收集
@Composable
fun VideoScreen(vm: VideoViewModel) {
val videoState by vm.videoState
.collectAsStateWithLifecycle()
// 当 videoState 变化时，Text 自动重组
Text("状态: $videoState")
}StateFlow 的特性
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 有初始值 | 创建时必须传入初始值 |
| 去重 | 如果新值 == 旧值，不会通知订阅者 |
| 粘性 | 新订阅者立即拿到当前值 |
| 冷→热转换 | StateFlow 是”热”的——即使没有订阅者也存在 |
3. collectAsStateWithLifecycle — 生命周期感知收集
这是 Compose 中收集 Flow 的推荐方式。它会在 Activity 进入后台时停止收集，回到前台时恢复：
// ✅ 推荐 — 生命周期感知
val videoState by videoViewModel.videoState
.collectAsStateWithLifecycle()
// ❌ 不推荐 — 无生命周期感知（只有 3 个 PICO Demo 在用）
val videoState by videoViewModel.videoState
.collectAsState()PICO Demo 中，spatialui 和 spatialvideo 使用了推荐的 collectAsStateWithLifecycle（共 15 处），其他 3 个项目使用了旧的 collectAsState（5 处）。
TIP
最佳实践 在 Compose 中收集 Flow 时，始终使用
collectAsStateWithLifecycle()而不是collectAsState()。它来自androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-compose。
4. combine — 合并多个 Flow
当我们有多个状态流，需要将它们合并为一个时使用 combine：
// VideoViewModel.kt — PICO Demo 中唯一的 Flow 运算符用法
val videoProgress: StateFlow<Float> =
combine(
_playbackTime, // 当前播放时间
_isSeeking, // 是否在拖动进度条
_seekingPosition // 拖动的目标位置
) { playbackTime, isSeeking, seekingPosition ->
// 如果正在拖动，显示拖动位置；否则显示实际进度
if (isSeeking) seekingPosition
else playbackTime.toFloat()
}
.stateIn(
scope = viewModelScope,
started = SharingStarted.WhileSubscribed(5000),
initialValue = 0f
)NOTE
理解 combine
combine类似于 Java 的CompletableFuture.allOf()+ 转换，但不同点在于：只要任何一个 Flow 有新值，combine 就触发一次，参数始终是所有 Flow 的最新值。
5. stateIn — 将冷流转热
stateIn 将普通 Flow 转换为 StateFlow：
combine(flowA, flowB) { a, b -> a + b }
.stateIn(
scope = viewModelScope, // 协程作用域
started = SharingStarted.WhileSubscribed(5000), // 启动策略
initialValue = 0f // 初始值
)SharingStarted 有三种策略：
| 策略 | 行为 | 适用场景 |
|---|---|---|
Eagerly | 立即启动，不管有没有订阅者 | 数据必须一直最新 |
Lazily | 第一个订阅者出现时才启动 | 懒加载 |
WhileSubscribed(5000) | 没有订阅者时保留 5 秒 | ✅ PICO 推荐 — 屏幕旋转等场景不会重启 |
6. snapshotFlow — Compose 到 Flow 的桥梁
snapshotFlow 将 Compose 的 mutableStateOf 或属性读取转换为 Flow：
// VideoViewModel.kt
init {
viewModelScope.launch {
// 读取 Compose 状态属性，将它们转为 Flow
snapshotFlow {
Triple(
manager.state,
manager.hasFirstFrameRendered,
manager.duration
)
}
.collectLatest { (state, rendered, duration) ->
// 每当上述三个值之一变化，这里触发
_videoState.value = state
_hasFirstFrameRendered.value = rendered
_duration.value = duration
}
}
}7. 常见的 Flow 操作符
| 操作符 | 作用 | 类似 Java |
|---|---|---|
map | 转换每个值 | Function |
filter | 过滤值 | Predicate |
combine | 合并多个 Flow | CompletableFuture.allOf + thenApply |
catch | 捕获上游异常 | try-catch |
retry | 失败重试 | 手动循环 |
debounce | 防抖动 | 手动 Timer |
collectLatest | 新值到达时取消前一个处理 | switchMap (Rx) |
flowOn | 改变上游调度器 | subscribeOn |
8. PICO Demo 中的 Flow 模式总结
根据对全部 8 个 Demo 的扫描，Flow 的使用分为三个层次：
第 1 层：状态容器（5 个项目在用）
// 最简单的模式——把 StateFlow 当"可观察的状态"
class AudioControlViewModel : ViewModel() {
private val _isEnabled = MutableStateFlow(false)
val isEnabled: StateFlow<Boolean> = _isEnabled.asStateFlow()
fun toggle() { _isEnabled.value = !_isEnabled.value }
}第 2 层：响应式转换（仅 spatialvideo）
// 使用 combine + stateIn 做声明式数据转换
val progress = combine(flowA, flowB, flowC) { ... }
.stateIn(viewModelScope, WhileSubscribed(5000), 0f)第 3 层：Flow 与 Compose 桥接（仅 spatialvideo）
// 使用 snapshotFlow 将 Compose 属性转为 Flow
snapshotFlow { Triple(a, b, c) }.collectLatest { ... }快速练习
尝试分析 PICOProject/spatialvideo-0.13.3/app/src/main/java/com/pico/spatial/sample/spatialvideo/ui/VideoViewModel.kt：
- 有多少个 StateFlow？分别是什么类型？
- videoProgress 是如何由多个 Flow 组合派生出来的？
- SharingStarted.WhileSubscribed(5000) 中的 5000ms 有什么意义？
INFO
参考资料
- 最佳 Demo 参考：
PICOProject/spatialvideo-0.13.3/ui/VideoViewModel.kt- Kotlin Flow 官方文档
- Android Flow 使用指南
上一课: 补充课1：Compose 副作用与高级主题 | 下一课: 补充课3：协程异常处理与结构化并发