Kotlin 1.6 正式发布,都有哪些新特性?

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11月16日,Kotlin 1.6 正式对外发布。接下来就一起看一下在这个版本中都有哪些新的语法特性

  1. 更安全的when语句(exhaustive when statements)
  2. 挂起函数类型可作父类 (suspending functions as supertypes )
  3. 普通函数转挂起函数(suspend conversion)
  4. Builder函数更加易用
  5. 递归泛型的类型推导
  6. 注解相关的一些优化

1. 更安全的 when 语句


Kotlin 的 when 关键字允许我们在 case 分支中写表达式或者语句。1.6 之前在 case 分支写语句时存在安全隐患:

// 定义枚举 
enum class Mode  {
      ON, OFF }
val x: Mode = Mode.ON

// when表达式
val result = when(x) {
     
    Mode.ON -> 1 // case 中是一个表达式
    Mode.OFF -> 2
}

// when语句
when(x) {
      
    Mode.ON -> println("ON") // case 是一个语句
    Mode.OFF -> println("OFF")
}

下表说明了编译器针对 when 关键字的检查内容

|x 的类型| 枚举、密封类/接口、Bool型等

(可穷举类型) 不可穷举类型
when表达式 case 必须穷举所有分支,或者添加 else,否则编译出错
when语句 case 可以不穷举所有分支,不会报错

可见,当 x 是可穷举类型时,编译器对when表达式的检查比较严谨,如果 case 不能穷举所有分支或者缺少 else,编译器会报错如下:

ERROR: 'when' expression must be exhaustive, add necessary 'is TextMessage' branch or 'else' branch instead 

但编译器对于 when语句 的检查却不够严谨,即使没有穷举所有分支也不会报错,不利于开发者写出安全的代码:

// when语句
when(x) {
      // WARNING: [NON_EXHAUSTIVE_WHEN] 'when' expression on enum is recommended to be exhaustive, add 'OFF' branch or 'else' branch instead
    Mode.ON -> println("ON") // case 是一个语句
}

Kotlin 1.6 起,当你在 When语句 中是可穷举类型时必须处理所有分支,不能遗漏。考虑到历史代码可能很多,为了更平稳的过渡,1.6 对 when语句 中没有穷举的 case 会首先给出 Warning,从 1.7 开始 Warning 将变为 Error 要求开发者强制解决。


2. 挂起函数类型可作父类


Kotlin 中一个函数类型可以作为父类被继承。

class MyFun<T>(var param: P): () -> Result<T> {
     
    override fun invoke(): Result<T> {
     
        // 基于成员 param 自定义逻辑
    }
}

fun <T> handle(handler: () -> Result<T>) {
     
    //...
}

Kotlin 代码中大量使用各种函数类型,许多方法都以函数类型作为参数。当你需要调用这些方法时,需要传入一个函数类型的实例。而当你想在实例中封装一些可复用的逻辑时,可以使用函数类型作为父类创建子类。

但是这种做法目前不适用于挂起函数,你无法继承一个 suspend 函数类型的父类

class C : suspend () -> Unit {
      // Error: Suspend function type is not allowed as supertypes 
}


C().startCoroutine(completion = object : Continuation<Unit> {
     
    override val context: CoroutineContext
        get() = TODO("Not yet implemented")

    override fun resumeWith(result: Result<Unit>) {
     
        TODO("Not yet implemented")
    }
})

但是以挂起函数作为参数或者 recevier 的方法还挺多的,所以 Kotlin 1.5.30 在 Preveiw 中引入了此 feature,这次 1.6 将其 Stable。

class MyClickAction : suspend () -> Unit {
     
    override suspend fun invoke() {
      TODO() }
}

fun launchOnClick(action: suspend () -> Unit) {
     }

如上,你可以现在可以像这样调用了 launchOnClick(MyClickAction())

需要注意普通函数类型作为父类是可以多继承的

class MyClickAction :  () -> Unit, (View) -> Unit {
     
    override fun invoke() {
     
        TODO("Not yet implemented")
    }

    override fun invoke(p1: View) {
     
        TODO("Not yet implemented")
    }
}

但是目前挂起函数作为父类不支持多继承,父类列表中,既不能出现多个 suspend 函数类型,也不能有普通函数类型和suspend函数类型共存。


3. 普通函数转挂起函数


这个 feature 也是与函数类型有关。

Kotlin 中为一个普通函数添加 suspend 是无害的,虽然编译器会提示你没必要这么做。当一个函数签名有一个 suspend 函数类型参数,但是也允许你传入一个普通函数,在某些场景下是非常方便的。

//combine 的 transform 参数是一个 suspend 函数
public fun <T1, T2, R> combine(
    flow: Flow<T1>, flow2: Flow<T2>, 
    transform: suspend (a: T1, b: T2) -> R): Flow<R>
     = flow.combine(flow2, transform)


suspend fun before4_1() {
     
    combine(
        flowA, flowB
    ) {
      a, b ->
        a to b
    }.collect {
      (a: Int, b: Int) ->
        println("$a and $b")
    }
}

如上述代码所示,flowcombine 方法其参数 transform 类型是一个 suspend 函数,我们希望再次完成一个 Pair 的创建。这个简单的逻辑本无需使用 suspend ,但在 1.4 之前只能像上面这样写。

Kotlin 1.4 开始,普通函数的引用可以作为 suspend 函数传参,所以 1.4 之后可以改成下面的写法,代码更简洁:

suspend fun from1_4() {
     
    combine(
        flowA, flowB, ::Pair
    ).collect {
      (a: Int, b: Int) ->
        println("$a and $b")
    }
}

1.4 之后仍然有一些场景中,普通函数不能直接转换为 suspend 函数使用

fun getSuspending(suspending: suspend () -> Unit) {}

fun suspending() {}

fun test(regular: () -> Unit) {
    getSuspending { }           // OK
    getSuspending(::suspending) // OK from 1.4
    getSuspending(regular)      // NG before 1.6
}

比如上面 getSuspending(regular) 会报错如下:

ERROR:The feature "suspend conversion" is disabled 

Kotlin 1.6 起,所有场景的普通函数类型都可以自动转换为 suspend 函数传参使用,不会再看到上述错误。


4. Builder 函数更加易用


我们在构建集合时会使用一些 Builder函数,比如 buildListbuildMap 之类。

@ExperimentalStdlibApi
@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun <E> buildList(@BuilderInference builderAction: MutableList<E>.() -> Unit): List<E> {
     
    contract {
      callsInPlace(builderAction, InvocationKind.EXACTLY_ONCE) }
    return buildListInternal(builderAction)
}

@kotlin.ExperimentalStdlibApi
val list = buildList<String> {
     
    add("a")
    add("b")
}

buildList 的实现中使用 @BuilderInterface 注解了 builderAction 这个 lambda 。这样可以在调用时 buildList 通过 builderAction 内部的方法调用智能推导出泛型参数的类型,从而减少模板代码

// 可省略
val list = buildList {
     
    add("a")
    add("b")
}

// 不可省略
val list = buildList<String> {
     
    add("a")
    add("b")
    val x = get(1)
}

但是 BuilderInterface 的类型推导限制比较多,比如 lambda 中调用的方法的签名要求比较严格,必须参数是泛型且返回值没有泛型,破坏了规则,类型推导失败了。所以上面代码中 lambda 有 get() 调用时,就必须清楚的标记泛型类型。这使得集合类的 builder 函数使用起来不那么灵活。

Kotlin 1.6 起 BuilderInterface 没有了类似限制,对我们来说最直观好处就是 Builder 函数内怎样的调用都不会受限制,使用更加自由

val list = buildList {
      
    add("a")
    add("b")
    set(1, null) //OK
    val x = get(1) //OK
    if (x != null) {
     
        removeAt(1) //OK
    }
}

val map = buildMap {
      
    put("a", 1) //OK
    put("b", 1.1) //OK
    put("c", 2f) //OK
}

此 feature 在 1.5.30 也可以通过 添加 -Xunrestricted-builder-inference 编译器选项生效,1.6 已经是默认生效了。


5. 递归泛型的类型推导


这个 feature 我们平常需求比较少。

Java 或者 Kotlin 中我们可以像下面这样定义有递归关系的泛型,即泛型的上限是它本身

public class PostgreSQLContainer<SELF extends PostgreSQLContainer<SELF>> extends JdbcDatabaseContainer<SELF> {
     
    //...
}

这种情况下的类型推导比较困难,Kotlin 1.5.30 开始可以只基于泛型的上线进行类型推导。

// Before 1.5.30
val containerA = PostgreSQLContainer<Nothing>(DockerImageName.parse("postgres:13-alpine")).apply {
     
  withDatabaseName("db")
  withUsername("user")
  withPassword("password")
  withInitScript("sql/schema.sql")
}

// With compiler option in 1.5.30 or by default starting with 1.6.0
val containerB = PostgreSQLContainer(DockerImageName.parse("postgres:13-alpine"))
  .withDatabaseName("db")
  .withUsername("user")
  .withPassword("password")
  .withInitScript("sql/schema.sql")

1.5.30 支持此 feature 需要添加 -Xself-upper-bound-inference 编译选项, 1.6 开始默认支持。


6. 注解相关的一些优化


Kotlin 1.6 中对注解进行了诸多优化,在编译器注解处理过程中将发挥作用

支持注解的实例化

annotation class InfoMarker(val info: String)
fun processInfo(marker: InfoMarker) = ...
fun main(args: Array<String>) {
     
    if (args.size != 0)
        processInfo(getAnnotationReflective(args))
    else
        processInfo(InfoMarker("default"))
}

Java 的注解本质是实现了 Annotation 的接口,可以被继承使用

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface JavaClassAnno {
     
  String[] value();
}

public interface JavaClassAnno extends Annotation{
     
    //...
}

class MyAnnotation implements JavaClassAnno {
      // <--- works in Java
 //...
}

但是在 Kotlin 中无法继承使用,这导致有一些接受注解类的 API 在 Kotlin 侧无法调用。

class MyAnnotationLiteral : JavaClassAnno {
      // <--- doesn't work in Kotlin (annotation can not be inherited)
  //...
}

注解类可以实例化之后,可以调用接收注解类参数的 API,能够与 Java 代码进行更好地兼容

泛型参数可添加注解

@Target(AnnotationTarget.TYPE_PARAMETER)
annotation class BoxContent

class Box<@BoxContent T> {
     }

Kotlin 1.6 之后可以为泛型参数添加注解,这将为 KAPT / KSP 等注解处理器中提供方便。

可重复的运行时注解

Jdk 1.8 引入了 @java.lang.annotation.Repetable 元注解,允许同一个注解被添加多次。 Kotlin 也相应地引入了 @kotlin.annotation.Repeatable ,不过 1.6之前只能注解 @Retention(RetentionPolicy.SOURCE) 的注解,当非 SOURCE 的注解出现多次时,会报错

ERROR: [NON_SOURCE_REPEATED_ANNOTATION] Repeatable annotations with non-SOURCE retention are not yet supported

此外,Kotlin 侧代码也不能使用 Java 的 @Repeatable 注解来注解多次。

Kotlin1.6 开始,取消了只能用在 SOURCE 类注解的限制,任何类型的注解都可以出现多次,而且 Kotlin 侧支持使用 Java 的 @Repeatable 注解

@Repeatable(AttributeList.class)
@Target({
     ElementType.TYPE})
@Retentioin(RetentionPolicy.RUNTIME) //虽然是 RUNTIME 注解
annotation class Attribute(val name: String)

@Attribute("attr1") //OK
@Attribute("attr2") //OK
class MyClass {
     }

最后


上述介绍的是 Kotlin1.6 在语法方面的一些新特性,大部分在 1.5.30 中作为 preview 功能已经出现过,这次在 1.6 中进行了转正。除了新的语法特性,1.6 在各平台 Compiler 上有诸多新内容,我们在平日开发中接触不到本文就不介绍了。

更多内容参考:https://kotlinlang.org/docs/whatsnew16.html

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