Kotlin中的flow、stateflow、shareflow之间的区别和各自的功能 - 教程

(Flow、StateFlow、SharedFlow) 是 Kotlin 协程 Flow 家族中最核心的三种类型，常用于 MVVM 架构中实现 异步数据流、状态管理、事件分发。

特性	Flow	StateFlow	SharedFlow
热/冷流	❄️ 冷流（每次收集重新执行）	热流（始终活跃）	热流（始终活跃）
‍♂️ 单播 / 多播	单播（每个收集者独立执行）	多播（共享最新状态）	多播（共享事件流）
是否缓存最新值	否	✅ 是（value 属性）	✅ 可选（replay 参数决定）
⏱️ 是否立即发送最后值给新订阅者	否	✅ 是（新订阅立即收到最新值）	✅ 可配置（取决于 replay）
典型用途	一次性数据流（网络请求、文件流）	持有并共享 UI 状态（ViewModel 状态管理）	分发一次性事件（Toast、导航）
⚙️ 背压（Backpressure）	✅ 自动支持（挂起下游以等待）	不支持真正的背压（最新值覆盖旧值）	⚠️ 可配置缓存（extraBufferCapacity 控制溢出行为）
空值限制	允许为 null	❌ 不允许 null（需初始化）	允许为 null
类似概念（RxJava 对应）	Observable / Flowable	BehaviorSubject	PublishSubject / ReplaySubject

1. Flow - 基础数据流(冷流)

核心特性

• 冷流(Cold Stream)：每次收集时重新开始执行

• 单订阅：每个收集者都会获得独立的数据流

• 可取消：跟随协程作用域的生命周期

• 操作符丰富：支持 map, filter, transform 等

• 场景：网络请求、数据库查询、搜索接口、分页加载

使用实例：

fun getUserListFlow(): Flow> = flow {
    val users = api.getUserList()  // 每次 collect 都会调用
    emit(users)
}
lifecycleScope.launch {
    viewModel.getUserListFlow().collect { list ->
        showUserList(list)
    }
}

2. StateFlow - 状态容器

核心特性

• 热流(Hot Stream)：不管有没有收集者都会存在

• 必须有初始值：不能为空

• 状态保持：保留最新值，新订阅者立即获得当前值

• 值去重：只有值发生变化时才通知收集者

• UI状态管理：专为管理UI状态设计

• 类似LiveData，但支持协程 + 背压

使用实例：

private val _uiState = MutableStateFlow("初始状态")
val uiState: StateFlow = _uiState
fun updateState(newState: String) {
    _uiState.value = newState
}
lifecycleScope.launchWhenStarted {
    viewModel.uiState.collect { state ->
        textView.text = state
    }
}

3. SharedFlow - 事件总线

特点

• 也是热流，但不强制持有当前值

• 可配置 replay 缓存数量

• 常用于一次性事件：Toast、导航、弹窗、通知等

• 热流(Hot Stream)：独立于收集者存在

• 无初始值：不需要初始值

• 广播事件：向所有收集者发送事件

• 配置灵活：可配置重放数量、缓存大小等

特性

特性	说明
replay = 0	不缓存，收集后才会接收到事件（默认）
replay = 1	缓存最近一个事件（新订阅者会收到）
extraBufferCapacity	控制缓冲区大小，防止背压丢失
onBufferOverflow	配置溢出策略（DROP_OLDEST / DROP_LATEST / SUSPEND）

使用实例：

private val _eventFlow = MutableSharedFlow()
val eventFlow = _eventFlow.asSharedFlow()
fun sendToast(msg: String) {
    viewModelScope.launch {
        _eventFlow.emit(msg)
    }
}
lifecycleScope.launchWhenStarted {
    viewModel.eventFlow.collect { msg ->
        Toast.makeText(context, msg, Toast.LENGTH_SHORT).show()
    }
}

实际项目中的组合使用

class ProductViewModel : ViewModel() {
    // StateFlow - 管理UI状态
    private val _uiState = MutableStateFlow(ProductUiState.Loading)
    val uiState: StateFlow = _uiState.asStateFlow()
    // SharedFlow - 管理一次性事件
    private val _events = MutableSharedFlow()
    val events: SharedFlow = _events.asSharedFlow()
    // Flow - 数据转换流
    val recommendations: Flow> = flow {
        val products = productRepository.getProducts()
        val filtered = products.filter { it.isRecommended }
        emit(filtered)
    }
    fun loadProduct(productId: String) {
        viewModelScope.launch {
            // 使用 Flow 进行网络请求
            productRepository.getProductFlow(productId)
                .catch { e ->
                    // 通过 SharedFlow 发送错误事件
                    _events.emit(ProductEvent.ShowError(e.message ?: "Unknown error"))
                }
                .collect { product ->
                    // 更新 StateFlow 状态
                    _uiState.value = ProductUiState.Success(product)
                }
        }
    }
}

选择指南

• 使用 Flow：需要复杂数据转换、单次数据获取、数据库观察

• 使用 StateFlow：管理UI状态、需要保持最新状态、状态驱动UI

• 使用 SharedFlow：处理一次性事件、广播消息、用户交互事件