Day 8: 響應式開發 — Kotlin Flow 基礎與操作

1. 什麼是 Flow ?

在 Flow 的世界裡，有一條鐵律：

Code inside flow { ... } does not run until you collect it. (Flow 裡的程式碼，直到被收集時才會執行。)

這跟 Channel 或 GlobalScope.launch 完全不同，這類型一旦宣告就會開始跑。 依筆者我來看他更像是 Delegate。

🧊 實作驗證:

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.flow.*

fun main() = runBlocking {
    println("1. 準備創建 Flow")
    
    val simpleFlow = flow {
        println("   🌊 Flow 開始運行了 (有人按下播放鍵)")
        emit(1) // emit 資料
        delay(100)
        emit(2)
        println("   🌊 Flow 結束")
    }

    println("2. Flow 創建完畢，但還沒執行...")
    delay(1000) // 即使過了 1 秒，上面的 "Flow 開始運行了" 也不會印出來

    println("3. 第一次收集 (Collect)")
    simpleFlow.collect { value -> 
        println("   📥 收到: $value")
    }

    println("4. 第二次收集 (Re-run)")
    simpleFlow.collect { value -> // 冷流是可以重複收集的，每次都會從頭開始
        println("   📥 再次收到: $value")
    }
}

結果：你會發現 flow { ... } 裡面的程式碼被執行了兩次，而且只有在呼叫 collect 之後才開始。

---

2. 運算子：像流水線一樣處理資料

Flow 最強大的地方在於它的 中間運算子 (Intermediate Operators)。你可以像lambda一樣，對資料進行一連串的加工。

常用的運算方法：

• map: 轉換資料 (例如：Int $\rightarrow$ String)。
• filter: 過濾資料 (例如：只留偶數)。
• take: 只取前 N 個。
• onEach: 窺視資料 (不改變數據，通常用來印 Log)。

suspend fun performFlowTransformation() {
    flowOf(1, 2, 3, 4, 5) // 快速建立 Flow
        .filter { it % 2 == 0 }     // 1. 過濾：留下偶數 [2, 4]
        .map { it * it }            // 2. 轉換：變成平方 [4, 16]
        .onEach { println("處理中: $it") } // 3. 偷看一眼
        .collect { result ->        // 4. 終端收集
            println("最終結果: $result")
        }
}

注意：所有中間運算子（map, filter）都是沒有被運行的。它們只是「設定」了規則，直到 collect 發生時，資料才會真正地被處理。

---

3. Thread 切換：flowOn

在協程中，Flow 預設擁有 Context Preservation (上下文保留) 的特性。 簡單說：你在哪個Thread呼叫 collect，Flow 中的運算程式碼就在哪個Thread跑。

但在 Android 開發中，我們通常在 Main Thread 呼叫 collect (為了更新 UI)，但我們希望 Flow 裡面的 emit (讀資料庫/網路) 跑在 IO Thread （對，這代表 emit 的 value 也可以是 function類型)。

這時就要用 flowOn。

🔄 flowOn 是如何工作的？

它會改變它 上游 (Upstream) 運算的執行環境。

fun main() = runBlocking {
    flow {
        // 這裡會跑在 IO Thread，因為下面設了 flowOn(Dispatchers.IO)
        println("Emit Thread: ${Thread.currentThread().name}")
        emit("Data from DB")
    }
    .map { 
        // 這裡也跑在 IO Thread (依然在 flowOn 的上游)
        println("Map 操作 Thread: ${Thread.currentThread().name}") 
        it.uppercase()
    }
    .flowOn(Dispatchers.IO) // 👈 關鍵！切換上游所有操作的Thread
    .collect { 
        // 這裡跑在 Main Thread (或啟動這個 runBlocking 的線程)
        // 因為 flowOn 只影響上游，不影響下游 (Downstream)
        println("收集端 Thread: ${Thread.currentThread().name}")
        println("結果: $it")
    }
}

口訣：flowOn 就像一個 分水嶺。它告訴上面的程式碼：「你們去那邊跑」，而它下面的代碼保持原樣。

---

4. 異常處理：優雅的 catch

在前面我們學過 try-catch。在 Flow 中，雖然你也可以在 collect 外面包 try-catch，但更推薦使用 聲明式 (Declarative) 的 catch 運算子。

它的優點是：保持程式碼整潔，並且可以 emit Fallback Value (備用值)。

fun main() = runBlocking {
    flow {
        emit(1)
        emit(2)
        throw RuntimeException("💥 網路斷線！") // 發生錯誤
        emit(3) // 這行不會執行
    }
    .catch { e -> 
        // 這裡捕獲上游的異常
        println("捕獲到異常: ${e.message}")
        emit(-1) // emit 一個「錯誤程式碼」或「緩存資料」
    }
    .collect { 
        println("收到: $it")
    }
}

輸出： 1 2 捕獲到異常: 💥 網路斷線！ 收到: -1 (collect 正常結束，程式沒崩潰)

注意：catch 只能 捕獲它 上游 發生的異常。如果在 catch 下面的 map 或 collect 裡發生異常，它是抓不到的！

---

5. Flow 與 LiveData 的區別 (Android Context)

如果你是 Android 開發者，你可能會問：「為什麼不用 LiveData？」

特性	LiveData	Flow
生命週期感知	✅ 自動感知 (不怕 Leak)	❌ 需配合 lifecycleScope / repeatOnLifecycle
Thread切換	❌ 只能在 Main	✅ flowOn 自由切換
運算子	⚠️ 少 (Transformations)	✅ 多 (map, filter, zip, combine…)
資料流向	總是保留最新值 (State)	是一條流 (Stream)

結論：在現代 Android 開發中，Google 推薦在 Repository/ViewModel 層使用 Flow 處理複雜資料，最後在 UI 層可以轉換成 LiveData 或是直接使用 collectAsState (Jetpack Compose) 來觀察。

---

Day 8 總結

1. Flow 只有在 collect 時才運行。
2. Operators: map, filter 讓我們能優雅地轉換資料。
3. Thread Switching: 使用 flowOn(Dispatchers.IO) 將繁重的emit 工作移到背景，而不影響主Thread的收集工作。
4. Error Handling: 使用 catch 運算子來攔截異常併emit 替代資料。

---

🟢 今日練習 (Homework)

目標：模擬一個「搜尋聯想 (Search Suggestion)」功能。

請實作一個 Flow，模擬使用者輸入關鍵字，並從資料庫撈取建議：

1. 建立一個 flowOf("a", "ap", "app", "apple")，模擬使用者連續輸入的字串。
2. 使用 onEach 加上 delay(100) 模擬輸入間隔。
3. 使用 map 模擬去資料庫查詢建議（字串長度 * 10 筆結果），例如 “ap” -> “找到 20 筆結果”。
   • 要求：這個查詢動作必須模擬耗時 500ms (delay(500)).
4. 使用 flowOn 將上面的查詢動作指定在 Dispatchers.IO 執行。
5. 在 collect 中印出結果。

這個練習是 Flow 在 UI 開發中最經典的應用場景！

---

明天 Day 9，我們要進入 單元測試 (Unit Testing)。寫了這麼多非同步程式碼，如果不能測試，上線就是災難。我們會學習如何控制時間，讓 delay(10000) 在測試中瞬間完成！