🎛️ Context & Dispatcher

📖 Was ist CoroutineContext?

CoroutineContext ist eine Sammlung von Einstellungen, die bestimmen, wie eine Coroutine ausgeführt wird. Sie legt fest, auf welchem Thread sie ausgeführt wird, wie der Name lautet usw.!

💡 Dispatcher

Standard-Dispatcher

fun main() = runBlocking {
    // Main - UI-Thread (Android/Desktop)
    launch(Dispatchers.Main) {
        // UI-Aktualisierung
    }

    // IO - Netzwerk-/Dateioperationen
    launch(Dispatchers.IO) {
        println("IO: ${Thread.currentThread().name}")
    }

    // Default - CPU-intensive Aufgaben
    launch(Dispatchers.Default) {
        println("Default: ${Thread.currentThread().name}")
    }

    // Unconfined - Spezielle Fälle
    launch(Dispatchers.Unconfined) {
        println("Unconfined: ${Thread.currentThread().name}")
    }

    delay(100)
}

Dispatchers.IO

suspend fun readFile(): String = withContext(Dispatchers.IO) {
    // Datei lesen, Netzwerkanfragen usw.
    delay(1000)
    "Dateiinhalt"
}

suspend fun writeFile(content: String) = withContext(Dispatchers.IO) {
    // Datei schreiben
    delay(500)
    println("Datei gespeichert: $content")
}

fun main() = runBlocking {
    val content = readFile()
    writeFile(content)
}

Dispatchers.Default

suspend fun heavyComputation(): Int = withContext(Dispatchers.Default) {
    // CPU-intensive Berechnung
    var result = 0
    repeat(1_000_000) {
        result += it
    }
    result
}

fun main() = runBlocking {
    val result = heavyComputation()
    println("Berechnungsergebnis: $result")
}

🎯 Praktische Beispiele

Dispatcher nach Schichten

// Repository - IO
class UserRepository {
    suspend fun fetchUser(id: String): User = withContext(Dispatchers.IO) {
        delay(1000)  // Netzwerkanfrage
        User(id, "Hong Gildong")
    }
}

// UseCase - Default
class ProcessUserUseCase {
    suspend fun process(user: User): ProcessedUser = withContext(Dispatchers.Default) {
        // Datenverarbeitung
        delay(500)
        ProcessedUser(user.name.uppercase())
    }
}

data class User(val id: String, val name: String)
data class ProcessedUser(val displayName: String)

fun main() = runBlocking {
    val repo = UserRepository()
    val useCase = ProcessUserUseCase()

    val user = repo.fetchUser("123")
    val processed = useCase.process(user)
    println("Ergebnis: ${processed.displayName}")
}

Parallele IO-Operationen

suspend fun loadAllData(): Triple<String, String, String> = coroutineScope {
    val user = async(Dispatchers.IO) {
        delay(1000)
        "Benutzerdaten"
    }

    val posts = async(Dispatchers.IO) {
        delay(1500)
        "Beitragsdaten"
    }

    val comments = async(Dispatchers.IO) {
        delay(800)
        "Kommentardaten"
    }

    Triple(user.await(), posts.await(), comments.await())
}

fun main() = runBlocking {
    val time = measureTimeMillis {
        val (user, posts, comments) = loadAllData()
        println("$user, $posts, $comments")
    }
    println("Benötigte Zeit: ${time}ms")  // ~1500ms (parallel)
}

🔧 Context-Kombination

Benennung

fun main() = runBlocking {
    launch(CoroutineName("Aufgabe1")) {
        println("Name: ${coroutineContext[CoroutineName]}")
    }

    launch(Dispatchers.IO + CoroutineName("IO-Aufgabe")) {
        println("Thread: ${Thread.currentThread().name}")
        println("Name: ${coroutineContext[CoroutineName]}")
    }

    delay(100)
}

Job hinzufügen

fun main() = runBlocking {
    val job = Job()

    launch(job + Dispatchers.Default) {
        println("Aufgabe wird ausgeführt")
        delay(1000)
        println("Aufgabe abgeschlossen")
    }

    delay(500)
    println("Aufgabe wird abgebrochen")
    job.cancel()
}

🎨 withContext

Thread-Wechsel

suspend fun complexTask() {
    println("Start: ${Thread.currentThread().name}")

    // IO-Operation
    val data = withContext(Dispatchers.IO) {
        println("IO: ${Thread.currentThread().name}")
        "Daten"
    }

    // CPU-Operation
    val processed = withContext(Dispatchers.Default) {
        println("Default: ${Thread.currentThread().name}")
        data.uppercase()
    }

    println("Ende: ${Thread.currentThread().name}")
    println("Ergebnis: $processed")
}

fun main() = runBlocking {
    complexTask()
}

Optimierungsmuster

// ❌ Unnötiger Wechsel
suspend fun bad() {
    withContext(Dispatchers.IO) {
        val data1 = loadData1()
        withContext(Dispatchers.Default) {  // Unnötig!
            process(data1)
        }
    }
}

// ✅ Effizient
suspend fun good() {
    val data1 = withContext(Dispatchers.IO) {
        loadData1()
    }

    withContext(Dispatchers.Default) {
        process(data1)
    }
}

suspend fun loadData1() = delay(100)
suspend fun process(data: Unit) = delay(100)

🔥 Praktische Muster

Cache + Netzwerk

class DataSource {
    private var cache: String? = null

    suspend fun getData(): String {
        // Cache prüfen (schnell)
        cache?.let { return it }

        // Netzwerkanfrage (langsam)
        return withContext(Dispatchers.IO) {
            delay(1000)
            "Neue Daten"
        }.also { cache = it }
    }
}

fun main() = runBlocking {
    val source = DataSource()

    // Erster Aufruf - Netzwerk
    val time1 = measureTimeMillis {
        println(source.getData())
    }
    println("Erster Aufruf: ${time1}ms")

    // Zweiter Aufruf - Cache
    val time2 = measureTimeMillis {
        println(source.getData())
    }
    println("Zweiter Aufruf: ${time2}ms")
}

Batch-Verarbeitung

suspend fun processBatch(items: List<Int>): List<Int> {
    return withContext(Dispatchers.Default) {
        items.map { item ->
            // Jedes Element verarbeiten
            item * 2
        }
    }
}

fun main() = runBlocking {
    val items = List(100) { it }
    val results = processBatch(items)
    println("Verarbeitung abgeschlossen: ${results.size} Elemente")
}

Mit Timeout

suspend fun fetchWithTimeout(): String? {
    return try {
        withTimeout(2000) {
            withContext(Dispatchers.IO) {
                delay(3000)  // Dauert zu lange
                "Daten"
            }
        }
    } catch (e: TimeoutCancellationException) {
        null
    }
}

fun main() = runBlocking {
    val result = fetchWithTimeout()
    println("Ergebnis: ${result ?: "Timeout"}")
}

🛡️ Fehlerbehandlung

CoroutineExceptionHandler

fun main() = runBlocking {
    val handler = CoroutineExceptionHandler { _, exception ->
        println("Fehler behandelt: ${exception.message}")
    }

    val job = launch(handler) {
        throw Exception("Problem aufgetreten!")
    }

    job.join()
    println("Ausführung fortgesetzt")
}

SupervisorJob

fun main() = runBlocking {
    val supervisor = SupervisorJob()

    with(CoroutineScope(coroutineContext + supervisor)) {
        val job1 = launch {
            delay(500)
            throw Exception("Aufgabe1 fehlgeschlagen")
        }

        val job2 = launch {
            delay(1000)
            println("Aufgabe2 erfolgreich!")
        }

        try {
            job1.join()
        } catch (e: Exception) {
            println("Ausnahme in Aufgabe1: ${e.message}")
        }

        job2.join()
    }
}

🎯 Benutzerdefinierter Dispatcher

Thread-Pool-Größe festlegen

fun main() = runBlocking {
    val customDispatcher = Dispatchers.IO.limitedParallelism(2)

    repeat(5) { i ->
        launch(customDispatcher) {
            println("Aufgabe $i: ${Thread.currentThread().name}")
            delay(1000)
        }
    }

    delay(3000)
}

Einzelner Thread

fun main() = runBlocking {
    val singleThread = Dispatchers.Default.limitedParallelism(1)

    repeat(3) { i ->
        launch(singleThread) {
            println("Aufgabe $i: ${Thread.currentThread().name}")
            delay(500)
        }
    }

    delay(2000)
}

🤔 Häufig gestellte Fragen

F1. Welchen Dispatcher soll ich verwenden?

A: Wählen Sie je nach Art der Aufgabe!

// IO - Netzwerk, Dateien, Datenbank
suspend fun fetchData() = withContext(Dispatchers.IO) { }

// Default - CPU-intensive Berechnungen
suspend fun compute() = withContext(Dispatchers.Default) { }

// Main - UI-Aktualisierung (Android/Desktop)
suspend fun updateUI() = withContext(Dispatchers.Main) { }

F2. Kann ich withContext mehrmals verwenden?

A: Ja! Wechseln Sie nach Bedarf.

suspend fun workflow() {
    val data = withContext(Dispatchers.IO) {
        loadFromNetwork()
    }

    val processed = withContext(Dispatchers.Default) {
        processData(data)
    }

    withContext(Dispatchers.Main) {
        updateUI(processed)
    }
}

F3. Was passiert, wenn ich keinen Dispatcher angebe?

A: Der Context der übergeordneten Coroutine wird vererbt!

fun main() = runBlocking(Dispatchers.Default) {
    launch {  // Erbt Dispatchers.Default
        println(Thread.currentThread().name)
    }
}

🎬 Abschluss

Steuern Sie Ihre Coroutines mit Context und Dispatcher!

Zusammenfassung:
✅ Dispatchers.IO - Netzwerk/Dateien
✅ Dispatchers.Default - CPU-Aufgaben
✅ Dispatchers.Main - UI-Aktualisierung
✅ Thread-Wechsel mit withContext
✅ Feinsteuerung durch Context-Kombination

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben die Coroutines-Serie abgeschlossen! 🎉

Nächste Schritte: Lernen Sie in Unit-Tests, wie Sie Tests schreiben!