并发编程 Promise, Future 和 Callback

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在并发编程中,我们通常会用到一组非阻塞的模型:Promise,Future 和 Callback。其中的 Future 表示一个可能还没有实际完成的异步任务的结果,针对这个结果可以添加 Callback 以便在任务执行成功或失败后做出对应的操作,而 Promise 交由任务执行者,任务执行者通过 Promise 可以标记任务完成或者失败。 可以说这一套模型是很多异步非阻塞架构的基础。

这一套经典的模型在 Scala、C# 中得到了原生的支持,但 JDK 中暂时还只有无 Callback 的 Future 出现,当然也并非在 JAVA 界就没有发展了,比如 Guava 就提供了ListenableFuture 接口,而 Netty 4+ 更是提供了完整的 Promise、Future 和 Listener 机制,在 Netty 的官方文档 Using as a generic library 中也介绍了将 Netty 作为一个 lib 包依赖,并且使用 Listenable futures 的示例。在实际的项目使用中,发现 Netty 的 EventLoop 机制不一定适用其他场景,因此想去除对 EventLoop 的依赖,实现一个简化版本。

参考 Scala 和 Netty 的代码重新定义了接口和实现,先介绍下和 Netty 版本的区别:

  1. 去除了对 EventLoop 的依赖,Callback 的执行策略不同:任务未完成时添加的 Callback,会在结束任务的线程执行;任务完成后添加的 Callback 会在添加 Callback 线程立即执行
  2. 一个 Callback 执行后会立即被清理
  3. Callback 可以根据任务结果添加,支持添加以下三种 Callback: onComplete, onSuccess, onFailure, 不需要和 Netty 的 FutureListener 一样大部分场景下都需要检查 future.isSuccess 等
  4. 支持 Callback 的组合,Callback 包含一些函数式的方法,比如 compose 和 andThen 可以用来组合
  5. 使用 CountdownLatch 替换掉了 Netty 的 wait/notify 实现
  6. 去掉 Netty Future 一些不常使用的方法,同时补充一些模型间关联的方法,比如 Promise.getFuture

然后再介绍几个使用这个 commons-future 的示例:

  1. 异步执行任务,获得 Future 后添加 Callback
    1. final TaskPromise promise = new DefaultTaskPromise();
    2. final TaskFuture future = promise.getFuture();
    3. final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    4. future.onComplete(new TaskCallback() { // 添加结束 Callback
    5.     @Override
    6.     public TaskFuture apply(TaskFuture f) {
    7.         latch.countDown();
    8.         return f;
    9.     }
    10. });
    11. new Thread(new Runnable() {
    12.     @Override
    13.     public void run() {
    14.         promise.setSuccess(null);
    15.     }
    16. }).start();
    17. latch.await();
  2. 异步执行任务,获得 Future 后添加成功结束的 Callback
    1. final TaskPromise promise = new DefaultTaskPromise();
    2. final TaskFuture future = promise.getFuture();
    3. final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    4. future.onSuccess(new TaskCallback() { // 添加成功结束 Callback
    5.     @Override
    6.     public TaskFuture apply(TaskFuture f) {
    7.         latch.countDown();
    8.         return f;
    9.     }
    10. });
    11. new Thread(new Runnable() {
    12.     @Override
    13.     public void run() {
    14.         promise.setSuccess(null);
    15.     }
    16. }).start();
    17. latch.await();
  3. 异步执行任务,获得 Future 后,添加失败结束的组合 Callback
    1. final TaskPromise promise = new DefaultTaskPromise();
    2. final TaskFuture future = promise.getFuture();
    3. final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
    4. future.onFailure(new TaskCallback() {
    5.     @Override
    6.     public TaskFuture apply(TaskFuture f) {
    7.         latch.countDown();
    8.         return f;
    9.     }
    10. }.andThen(new TaskCallback() {
    11.     @Override
    12.     public TaskFuture apply(TaskFuture f2) {
    13.         latch.countDown();
    14.         return f2;
    15.     }
    16. }));
    17. new Thread(new Runnable() {
    18.     @Override
    19.     public void run() {
    20.         promise.setFailure(new IllegalStateException("cm"));
    21.     }
    22. }).start();
    23. latch.await();
  4. 异步执行任务,获得 Future 后阻塞等待任务完成
    1. final TaskPromise promise = new DefaultTaskPromise();
    2. final TaskFuture future = promise.getFuture();
    3. new Thread(new Runnable() {
    4.     @Override
    5.     public void run() {
    6.         try {
    7.             TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
    8.         } catch (InterruptedException e) {
    9.         }
    10.         promise.setFailure(new IllegalStateException("cm"));
    11.     }
    12. }).start();
    13. future.await();

代码仓库: https://bitbucket.org/qiyi/commons-future
参考:

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“并发编程 Promise, Future 和 Callback”1条留言

  1. [围观]。。。。。

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