Patrones de Desarrollo Kotlin
Patrones idiomáticos de Kotlin y buenas prácticas para construir aplicaciones robustas, eficientes y mantenibles.
Cuándo Usar
- Escribir nuevo código Kotlin
- Revisar código Kotlin
- Refactorizar código Kotlin existente
- Diseñar módulos o librerías Kotlin
- Configurar builds con Gradle Kotlin DSL
Cómo Funciona
Este skill aplica convenciones idiomáticas de Kotlin en siete áreas clave: null safety usando el sistema de tipos y operadores de llamada segura, inmutabilidad mediante val y copy() en data classes, clases selladas e interfaces para jerarquías de tipos exhaustivas, concurrencia estructurada con coroutines y Flow, funciones de extensión para agregar comportamiento sin herencia, builders de DSL type-safe usando @DslMarker y receptores lambda, y Gradle Kotlin DSL para configuración de build.
Ejemplos
Null safety con el operador Elvis:
kotlin
fun getUserEmail(userId: String): String { val user = userRepository.findById(userId) return user?.email ?: "[email protected]"}Sealed class para resultados exhaustivos:
kotlin
sealed class Result<out T> { data class Success<T>(val data: T) : Result<T>() data class Failure(val error: AppError) : Result<Nothing>() data object Loading : Result<Nothing>()}Concurrencia estructurada con async/await:
kotlin
suspend fun fetchUserWithPosts(userId: String): UserProfile = coroutineScope { val user = async { userService.getUser(userId) } val posts = async { postService.getUserPosts(userId) } UserProfile(user = user.await(), posts = posts.await()) }Principios Fundamentales
1. Null Safety
El sistema de tipos de Kotlin distingue tipos nullable de no-nullable. Aprovecharlo al máximo.
kotlin
// Bien: Usar tipos no-nullable por defectofun getUser(id: String): User { return userRepository.findById(id) ?: throw UserNotFoundException("User $id not found")}
// Bien: Llamadas seguras y operador Elvisfun getUserEmail(userId: String): String { val user = userRepository.findById(userId) return user?.email ?: "[email protected]"}
// Mal: Desempaquetar forzadamente tipos nullablefun getUserEmail(userId: String): String { val user = userRepository.findById(userId) return user!!.email // Lanza NPE si es null}2. Inmutabilidad por Defecto
Preferir val sobre var, colecciones inmutables sobre mutables.
kotlin
// Bien: Datos inmutablesdata class User( val id: String, val name: String, val email: String,)
// Bien: Transformar con copy()fun updateEmail(user: User, newEmail: String): User = user.copy(email = newEmail)
// Bien: Colecciones inmutablesval users: List<User> = listOf(user1, user2)val filtered = users.filter { it.email.isNotBlank() }
// Mal: Estado mutablevar currentUser: User? = null // Evitar estado global mutableval mutableUsers = mutableListOf<User>() // Evitar a menos que sea realmente necesario3. Cuerpos de Expresión y Funciones de Una Sola Expresión
Usar cuerpos de expresión para funciones concisas y legibles.
kotlin
// Bien: Cuerpo de expresiónfun isAdult(age: Int): Boolean = age >= 18
fun formatFullName(first: String, last: String): String = "$first $last".trim()
fun User.displayName(): String = name.ifBlank { email.substringBefore('@') }
// Bien: When como expresiónfun statusMessage(code: Int): String = when (code) { 200 -> "OK" 404 -> "Not Found" 500 -> "Internal Server Error" else -> "Unknown status: $code"}
// Mal: Cuerpo de bloque innecesariofun isAdult(age: Int): Boolean { return age >= 18}4. Data Classes para Objetos de Valor
Usar data classes para tipos que principalmente contienen datos.
kotlin
// Bien: Data class con copy, equals, hashCode, toStringdata class CreateUserRequest( val name: String, val email: String, val role: Role = Role.USER,)
// Bien: Value class para type safety (cero overhead en tiempo de ejecución)@JvmInlinevalue class UserId(val value: String) { init { require(value.isNotBlank()) { "UserId cannot be blank" } }}
@JvmInlinevalue class Email(val value: String) { init { require('@' in value) { "Invalid email: $value" } }}
fun getUser(id: UserId): User = userRepository.findById(id)Clases Selladas e Interfaces
Modelar Jerarquías Restringidas
kotlin
// Bien: Sealed class para when exhaustivosealed class Result<out T> { data class Success<T>(val data: T) : Result<T>() data class Failure(val error: AppError) : Result<Nothing>() data object Loading : Result<Nothing>()}
fun <T> Result<T>.getOrNull(): T? = when (this) { is Result.Success -> data is Result.Failure -> null is Result.Loading -> null}
fun <T> Result<T>.getOrThrow(): T = when (this) { is Result.Success -> data is Result.Failure -> throw error.toException() is Result.Loading -> throw IllegalStateException("Still loading")}Sealed Interfaces para Respuestas de API
kotlin
sealed interface ApiError { val message: String
data class NotFound(override val message: String) : ApiError data class Unauthorized(override val message: String) : ApiError data class Validation( override val message: String, val field: String, ) : ApiError data class Internal( override val message: String, val cause: Throwable? = null, ) : ApiError}
fun ApiError.toStatusCode(): Int = when (this) { is ApiError.NotFound -> 404 is ApiError.Unauthorized -> 401 is ApiError.Validation -> 422 is ApiError.Internal -> 500}Funciones de Scope
Cuándo Usar Cada Una
kotlin
// let: Transformar resultado nullable o delimitadoval length: Int? = name?.let { it.trim().length }
// apply: Configurar un objeto (retorna el objeto)val user = User().apply { name = "Alice" email = "[email protected]"}
// also: Efectos secundarios (retorna el objeto)val user = createUser(request).also { logger.info("Created user: ${it.id}") }
// run: Ejecutar un bloque con receptor (retorna resultado)val result = connection.run { prepareStatement(sql) executeQuery()}
// with: Forma no-extensión de runval csv = with(StringBuilder()) { appendLine("name,email") users.forEach { appendLine("${it.name},${it.email}") } toString()}Anti-Patrones
kotlin
// Mal: Anidar funciones de scopeuser?.let { u -> u.address?.let { addr -> addr.city?.let { city -> println(city) // Difícil de leer } }}
// Bien: Encadenar llamadas seguras en su lugarval city = user?.address?.citycity?.let { println(it) }Funciones de Extensión
Agregar Funcionalidad Sin Herencia
kotlin
// Bien: Extensiones específicas del dominiofun String.toSlug(): String = lowercase() .replace(Regex("[^a-z0-9\\s-]"), "") .replace(Regex("\\s+"), "-") .trim('-')
fun Instant.toLocalDate(zone: ZoneId = ZoneId.systemDefault()): LocalDate = atZone(zone).toLocalDate()
// Bien: Extensiones de coleccionesfun <T> List<T>.second(): T = this[1]
fun <T> List<T>.secondOrNull(): T? = getOrNull(1)
// Bien: Extensiones delimitadas (sin contaminar el namespace global)class UserService { private fun User.isActive(): Boolean = status == Status.ACTIVE && lastLogin.isAfter(Instant.now().minus(30, ChronoUnit.DAYS))
fun getActiveUsers(): List<User> = userRepository.findAll().filter { it.isActive() }}Coroutines
Concurrencia Estructurada
kotlin
// Bien: Concurrencia estructurada con coroutineScopesuspend fun fetchUserWithPosts(userId: String): UserProfile = coroutineScope { val userDeferred = async { userService.getUser(userId) } val postsDeferred = async { postService.getUserPosts(userId) }
UserProfile( user = userDeferred.await(), posts = postsDeferred.await(), ) }
// Bien: supervisorScope cuando los hijos pueden fallar independientementesuspend fun fetchDashboard(userId: String): Dashboard = supervisorScope { val user = async { userService.getUser(userId) } val notifications = async { notificationService.getRecent(userId) } val recommendations = async { recommendationService.getFor(userId) }
Dashboard( user = user.await(), notifications = try { notifications.await() } catch (e: CancellationException) { throw e } catch (e: Exception) { emptyList() }, recommendations = try { recommendations.await() } catch (e: CancellationException) { throw e } catch (e: Exception) { emptyList() }, ) }Flow para Streams Reactivos
kotlin
// Bien: Flow frío con manejo de errores adecuadofun observeUsers(): Flow<List<User>> = flow { while (currentCoroutineContext().isActive) { val users = userRepository.findAll() emit(users) delay(5.seconds) }}.catch { e -> logger.error("Error observing users", e) emit(emptyList())}
// Bien: Operadores de Flowfun searchUsers(query: Flow<String>): Flow<List<User>> = query .debounce(300.milliseconds) .distinctUntilChanged() .filter { it.length >= 2 } .mapLatest { q -> userRepository.search(q) } .catch { emit(emptyList()) }Cancelación y Limpieza
kotlin
// Bien: Respetar la cancelaciónsuspend fun processItems(items: List<Item>) { items.forEach { item -> ensureActive() // Verificar cancelación antes del trabajo costoso processItem(item) }}
// Bien: Limpieza con try/finallysuspend fun acquireAndProcess() { val resource = acquireResource() try { resource.process() } finally { withContext(NonCancellable) { resource.release() // Siempre liberar, incluso al cancelar } }}Delegación
Delegación de Propiedades
kotlin
// Inicialización diferidaval expensiveData: List<User> by lazy { userRepository.findAll()}
// Propiedad observablevar name: String by Delegates.observable("initial") { _, old, new -> logger.info("Name changed from '$old' to '$new'")}
// Propiedades respaldadas por Mapclass Config(private val map: Map<String, Any?>) { val host: String by map val port: Int by map val debug: Boolean by map}
val config = Config(mapOf("host" to "localhost", "port" to 8080, "debug" to true))Delegación de Interfaces
kotlin
// Bien: Delegar implementación de interfazclass LoggingUserRepository( private val delegate: UserRepository, private val logger: Logger,) : UserRepository by delegate { // Solo sobreescribir lo que necesitas agregar logging override suspend fun findById(id: String): User? { logger.info("Finding user by id: $id") return delegate.findById(id).also { logger.info("Found user: ${it?.name ?: "null"}") } }}Builders de DSL
Builders Type-Safe
kotlin
// Bien: DSL con @DslMarker@DslMarkerannotation class HtmlDsl
@HtmlDslclass HTML { private val children = mutableListOf<Element>()
fun head(init: Head.() -> Unit) { children += Head().apply(init) }
fun body(init: Body.() -> Unit) { children += Body().apply(init) }
override fun toString(): String = children.joinToString("\n")}
fun html(init: HTML.() -> Unit): HTML = HTML().apply(init)
// Usoval page = html { head { title("My Page") } body { h1("Welcome") p("Hello, World!") }}DSL de Configuración
kotlin
data class ServerConfig( val host: String = "0.0.0.0", val port: Int = 8080, val ssl: SslConfig? = null, val database: DatabaseConfig? = null,)
data class SslConfig(val certPath: String, val keyPath: String)data class DatabaseConfig(val url: String, val maxPoolSize: Int = 10)
class ServerConfigBuilder { var host: String = "0.0.0.0" var port: Int = 8080 private var ssl: SslConfig? = null private var database: DatabaseConfig? = null
fun ssl(certPath: String, keyPath: String) { ssl = SslConfig(certPath, keyPath) }
fun database(url: String, maxPoolSize: Int = 10) { database = DatabaseConfig(url, maxPoolSize) }
fun build(): ServerConfig = ServerConfig(host, port, ssl, database)}
fun serverConfig(init: ServerConfigBuilder.() -> Unit): ServerConfig = ServerConfigBuilder().apply(init).build()
// Usoval config = serverConfig { host = "0.0.0.0" port = 443 ssl("/certs/cert.pem", "/certs/key.pem") database("jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb", maxPoolSize = 20)}Secuencias para Evaluación Diferida
kotlin
// Bien: Usar secuencias para colecciones grandes con múltiples operacionesval result = users.asSequence() .filter { it.isActive } .map { it.email } .filter { it.endsWith("@company.com") } .take(10) .toList()
// Bien: Generar secuencias infinitasval fibonacci: Sequence<Long> = sequence { var a = 0L var b = 1L while (true) { yield(a) val next = a + b a = b b = next }}
val first20 = fibonacci.take(20).toList()Gradle Kotlin DSL
Configuración de build.gradle.kts
kotlin
// Verificar las últimas versiones: https://kotlinlang.org/docs/releases.htmlplugins { kotlin("jvm") version "2.3.10" kotlin("plugin.serialization") version "2.3.10" id("io.ktor.plugin") version "3.4.0" id("org.jetbrains.kotlinx.kover") version "0.9.7" id("io.gitlab.arturbosch.detekt") version "1.23.8"}
group = "com.example"version = "1.0.0"
kotlin { jvmToolchain(21)}
dependencies { // Ktor implementation("io.ktor:ktor-server-core:3.4.0") implementation("io.ktor:ktor-server-netty:3.4.0") implementation("io.ktor:ktor-server-content-negotiation:3.4.0") implementation("io.ktor:ktor-serialization-kotlinx-json:3.4.0")
// Exposed implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-core:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-dao:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-jdbc:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-kotlin-datetime:1.0.0")
// Koin implementation("io.insert-koin:koin-ktor:4.2.0")
// Coroutines implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.10.2")
// Pruebas testImplementation("io.kotest:kotest-runner-junit5:6.1.4") testImplementation("io.kotest:kotest-assertions-core:6.1.4") testImplementation("io.kotest:kotest-property:6.1.4") testImplementation("io.mockk:mockk:1.14.9") testImplementation("io.ktor:ktor-server-test-host:3.4.0") testImplementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-test:1.10.2")}
tasks.withType<Test> { useJUnitPlatform()}
detekt { config.setFrom(files("config/detekt/detekt.yml")) buildUponDefaultConfig = true}Patrones de Manejo de Errores
Tipo Result para Operaciones de Dominio
kotlin
// Bien: Usar Result de Kotlin o una sealed class personalizadasuspend fun createUser(request: CreateUserRequest): Result<User> = runCatching { require(request.name.isNotBlank()) { "Name cannot be blank" } require('@' in request.email) { "Invalid email format" }
val user = User( id = UserId(UUID.randomUUID().toString()), name = request.name, email = Email(request.email), ) userRepository.save(user) user}
// Bien: Encadenar resultadosval displayName = createUser(request) .map { it.name } .getOrElse { "Unknown" }require, check, error
kotlin
// Bien: Precondiciones con mensajes clarosfun withdraw(account: Account, amount: Money): Account { require(amount.value > 0) { "Amount must be positive: $amount" } check(account.balance >= amount) { "Insufficient balance: ${account.balance} < $amount" }
return account.copy(balance = account.balance - amount)}Operaciones de Colecciones
Procesamiento Idiomático de Colecciones
kotlin
// Bien: Operaciones encadenadasval activeAdminEmails: List<String> = users .filter { it.role == Role.ADMIN && it.isActive } .sortedBy { it.name } .map { it.email }
// Bien: Agrupación y agregaciónval usersByRole: Map<Role, List<User>> = users.groupBy { it.role }
val oldestByRole: Map<Role, User?> = users.groupBy { it.role } .mapValues { (_, users) -> users.minByOrNull { it.createdAt } }
// Bien: Associate para creación de mapsval usersById: Map<UserId, User> = users.associateBy { it.id }
// Bien: Partition para dividirval (active, inactive) = users.partition { it.isActive }Referencia Rápida: Modismos de Kotlin
| Modismo | Descripción |
|---|---|
val sobre var | Preferir variables inmutables |
data class | Para objetos de valor con equals/hashCode/copy |
sealed class/interface | Para jerarquías de tipos restringidas |
value class | Para wrappers type-safe con cero overhead |
when expresión | Pattern matching exhaustivo |
Llamada segura ?. | Acceso a miembros null-safe |
Elvis ?: | Valor por defecto para nullables |
let/apply/also/run/with | Funciones de scope para código limpio |
| Funciones de extensión | Agregar comportamiento sin herencia |
copy() | Actualizaciones inmutables en data classes |
require/check | Aserciones de precondiciones |
Coroutine async/await | Ejecución concurrente estructurada |
Flow | Streams reactivos fríos |
sequence | Evaluación diferida |
Delegación by | Reutilizar implementación sin herencia |
Anti-Patrones a Evitar
kotlin
// Mal: Desempaquetar forzadamente tipos nullableval name = user!!.name
// Mal: Fuga de tipos de plataforma desde Javafun getLength(s: String) = s.length // Segurofun getLength(s: String?) = s?.length ?: 0 // Manejar nulls de Java
// Mal: Data classes mutablesdata class MutableUser(var name: String, var email: String)
// Mal: Usar excepciones para control de flujotry { val user = findUser(id)} catch (e: NotFoundException) { // No usar excepciones para casos esperados}
// Bien: Usar retorno nullable o Resultval user: User? = findUserOrNull(id)
// Mal: Ignorar el scope de coroutineGlobalScope.launch { /* Evitar GlobalScope */ }
// Bien: Usar concurrencia estructuradacoroutineScope { launch { /* Correctamente delimitado */ }}
// Mal: Funciones de scope profundamente anidadasuser?.let { u -> u.address?.let { a -> a.city?.let { c -> process(c) } }}
// Bien: Cadena null-safe directauser?.address?.city?.let { process(it) }Recuerda: El código Kotlin debe ser conciso pero legible. Aprovecha el sistema de tipos para seguridad, prefiere la inmutabilidad y usa coroutines para concurrencia. Ante la duda, deja que el compilador te ayude.
