Android Flow 非同步資料流

suspend 函式一次只能回傳一個值。如果我們要處理「一連串」的非同步資料（例如：每秒更新的股票價格、下載進度、GPS 即時位置），該怎麼辦？

這就是 Kotlin Flow 登場的時刻。Flow 是基於 Coroutines（協程）構建的「非同步資料流」解決方案，專門用來處理連續發送的數據（例如資料庫更新、感測器數據或網路狀態），更輕量且易於使用，類似於 RxJava 的 Observable。

Flow 建立在 Coroutines 之上，因此當協程被取消時，Flow 也會自動停止，不會造成記憶體洩漏。

Flow 的基本結構：三個角色

Flow 的運作流程可以簡化為「生產者、中介者、消費者」的關係：

Producer (生產者)：負責發送（emit）資料到 Flow 中。通常使用 flow { ... } 構建器。
Intermediaries (中介者)：對資料流進行加工。例如 map（轉換資料）、filter（過濾資料）。
Consumer (消費者)：接收並處理資料。通常使用 collect 來觸發 Flow 開始執行。

什麼是 Flow？

Flow 是冷流 (Cold Stream)。這意味著 Flow 中的程式碼：

程式碼塊在被「收集 (collect)」之前不會執行。
每個收集者都會得到一份獨立的資料流。
這就像「YouTube 影片」，只有當有人點擊播放（collect）時，內容才會開始播放。

這跟 Sequence 很像，但適用於非同步操作。

建立 Flow

使用 flow { ... } 建構器：

fun simpleFlow(): Flow<Int> = flow {
    println("Flow started")
    for (i in 1..3) {
        delay(100) // 模擬耗時操作
        emit(i)    // 發射資料
    }
}

emit(value)：用來發射資料給下游。
flow { ... } 內的程式碼是可掛起的 (suspendable)。

收集 Flow (Collect)

要取得 Flow 的資料，只有呼叫終端運算子 (Terminal Operator) Flow 才會開始執行，最常用的是 collect。且此動作必須在 Coroutine 中執行。

scope.launch {
    simpleFlow().collect { value ->
        println("Received $value")
    }
}

常用運算子 (Operators)

Flow 擁有豐富的運算子，可以用宣告式的方式轉換資料。

中介運算子 (Intermediate Operators)

這些運算子不會觸發執行，只是設定轉換規則。

map：轉換資料型態。
filter：過濾資料。
onEach：對每個元素執行操作（不改變資料流），常用於 logging。
flowOn：切換上游執行的 Dispatcher。

simpleFlow()
    .filter { it % 2 == 0 } // 只取偶數
    .map { "Number $it" }   // 轉成字串
    .flowOn(Dispatchers.IO) // 上游操作在 IO 執行緒執行
    .collect { println(it) } // 在當前執行緒收集結果

終端運算子 (Terminal Operators)

這些運算子會啟動 Flow 的執行。

collect：收集所有資料。
first：只取第一個值（然後取消 Flow）。
toList：將所有資料收集成一個 List。
single：預期 Flow 只有一個值。

Exception Handling (例外處理)

Flow 的例外處理亦遵循結構化並發。

catch 運算子

使用 catch 運算子來捕獲上游拋出的例外：

flow {
    emit(1)
    throw RuntimeException("Boom!")
}
.catch { e ->
    emit(-1) // 發生錯誤時發射一個預設值
}
.collect { ... }

onCompletion

無論 Flow 是正常結束、被取消、還是發生錯誤，onCompletion 都會被執行（類似 finally）。

flow { ... }
.onCompletion { cause ->
    if (cause != null) println("Flow completed explicitly")
}
.collect { ... }

Flow vs LiveData

在早期的 Android 開發中，我們大量使用 LiveData。現在 Google 官方建議：

ViewModel 層與 Data 層：全面使用 Flow。
UI 層 (Activity/Fragment)：觀察 Flow，或者將 Flow 轉換為 LiveData (為了相容舊程式碼)。

Flow 的優勢在於它擁有 Coroutine 的完整支援，以及豐富的運算子，能處理複雜的資料轉換邏輯。而 LiveData 功能相對單一，主要僅用於感知生命週期的資料持有。

在下一章，我們將介紹專門為 UI 狀態管理設計的 Flow 變體：StateFlow 與 SharedFlow。