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  • 前言 先来说一下对异步和同步的理解: ...我们主要来说一下 Java 如何将异步调用转为同步。换句话说,就是需要在异步调用过程中,持续阻塞至获得调用结果。 不卖关子,先列出五种方法,然后一一举例说明...

    前言

    先来说一下对异步和同步的理解:

    同步调用:调用方在调用过程中,持续等待返回结果。
    异步调用:调用方在调用过程中,不直接等待返回结果,而是执行其他任务,结果返回形式通常为回调函数。

    其实,两者的区别还是很明显的,这里也不再细说,

    我们主要来说一下 Java 如何将异步调用转为同步。换句话说,就是需要在异步调用过程中,持续阻塞至获得调用结果。
    不卖关子,先列出五种方法,然后一一举例说明:

    1. 使用 wait 和 notify 方法
    2. 使用条件锁
    3. Future
    4. 使用 CountDownLatch
    5. 使用 CyclicBarrier

    构造一个异步调用

    首先,写 demo 需要先写基础设施,这里的话主要是需要构造一个异步调用模型。异步调用类:

    AsyncCall.java

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    import java.util.Random;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.Future;
    
    //异步调用类
    public class AsyncCall {
        //生成随机数
        private Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
        //执行器
        private ExecutorService tp = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
        //demo1,2,4,5调用方法
        public void call(BaseDemo demo){
    
            //开启线程
            new Thread(()->{
                //0-10随机数
                long res = random.nextInt(10);
    
                try {
                    Thread.sleep(res*1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                //异步调用
                demo.callback(res);
            }).start();
    
    
        }
    
        //demo3调用方法
        public Future<Long> futureCall(){
    
            return tp.submit(()-> {
                long res = random.nextInt(10);
    
                try {
                    Thread.sleep(res*1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return res;
            });
    
        }
    
        //关闭线程池
        public void shutdown(){
    
            tp.shutdown();
    
        }
    
    }

    我们主要关心 call( ) 方法,这个方法接收了一个 demo 参数,并且开启了一个线程,在线程中执行具体的任务,并利用 demo callback( ) 方法进行回调函数的调用。大家注意到了这里的返回结果就是一个 [0,10) 的长整型,并且结果是几,就让线程 sleep 多久 —— 这主要是为了更好地观察实验结果,模拟异步调用过程中的处理时间。
    至于 futureCall( ) shutdown( ) 方法,以及线程池 tp 都是为了 demo3 利用 Future 来实现做准备的。
    demo 的基类: BaseDemo.java

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    public abstract class BaseDemo {
    
        //异步调用类实例
        protected AsyncCall asyncCall = new AsyncCall();
    
        //抽象
        public abstract void callback(long response);
    
        //发起异步调用
        public void call(){
            System.out.println("发起调用");
            asyncCall.call(this);
            System.out.println("调用返回");
        }
    
    }
    

    BaseDemo 非常简单,里面包含一个异步调用类的实例,另外有一个 call( ) 方法用于发起异步调用,当然还有一个抽象方法 callback( ) 需要每个 demo 去实现的 —— 主要在回调中进行相应的处理来达到异步调用转同步的目的。

     使用 wait 和 notify 方法

    这个方法其实是利用了锁机制,直接贴代码:

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    /**
     * 锁机制
     */
    public class Demo1 extends BaseDemo {
    
        private final Object lock = new Object();
    
        @Override
        public void callback(long response) {
            System.out.println("得到结果");
            System.out.println(response);
            System.out.println("调用结束");
    
            synchronized (lock) {
                //唤醒正在等待的所有线程
                lock.notifyAll();
            }
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Demo1 demo1 = new Demo1();
    
            demo1.call();
    
            synchronized (demo1.lock){
                try {
                    demo1.lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            System.out.println("主线程内容");
    
        }
    }

    可以看到在发起调用后,主线程利用 wait( ) 进行阻塞,等待回调中调用 notify( ) 或者 notifyAll( ) 方法来进行唤醒。注意,和大家认知的一样,这里 wait( ) notify( ) 都是需要先获得对象的锁的。在主线程中最后我们打印了一个内容,这也是用来验证实验结果的,如果没有 wait( ) notify( ),主线程内容会紧随调用内容立刻打印;而像我们上面的代码,主线程内容会一直等待回调函数调用结束才会进行打印。
    没有使用同步操作的情况下,打印结果:

    而使用了同步操作后:

    使用条件锁

    和方法一的原理类似:

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    /**
     * 条件锁finally
     */
    public class Demo2 extends BaseDemo {
    
        private final Lock lock = new ReentrantLock();
    
        private final Condition con = lock.newCondition();
    
        @Override
        public void callback(long response) {
    
            System.out.println("得到结果");
            System.out.println(response);
            System.out.println("调用结束");
    
            lock.lock();
            
            try {
                //线程唤醒
                con.signal();
            }finally {
                lock.unlock();
            }
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Demo2 demo2 = new Demo2();
    
            demo2.call();
    
            demo2.lock.lock();
    
            try {
                //Causes the current thread to wait until it is signalled or interrupted.
                demo2.con.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                demo2.lock.unlock();
            }
            System.out.println("主线程内容");
        }
    }

    基本上和方法一没什么区别,只是这里使用了条件锁,两者的锁机制有所不同。

    实验结果

    Future

    使用 Future 的方法和之前不太一样,我们调用的异步方法也不一样。

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    import java.util.concurrent.ExecutionException;
    import java.util.concurrent.Future;
    
    public class Demo3 {
    
        private AsyncCall asyncCall = new AsyncCall();
    
        public Future<Long> call(){
    
            Future<Long> future = asyncCall.futureCall();
    
            asyncCall.shutdown();
    
            return future;
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Demo3 demo3 = new Demo3();
    
            System.out.println("发起调用");
            Future<Long> future = demo3.call();
            System.out.println("返回结果");
    
            while (!future.isDone() && !future.isCancelled());
    
            try {
                System.out.println(future.get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            System.out.println("主线程内容");
    
        }
    }

    我们调用 futureCall( ) 方法,方法中会想线程池 tp 提交一个 Callable( ),然后返回一个 Future,这个 Future 就是我们 demo3 call 中得到的,得到 future 对象之后就可以关闭线程池啦,调用 asyncCall( ) shutdown( ) 方法。关于关闭线程池这里有一点需要注意,我们回过头来看看 asyncCall( ) shutdown( ) 方法:

        //关闭线程池
        public void shutdown(){
    
            tp.shutdown();
    
        }

    发现只是简单调用了线程池的 shutdown( ) 方法,然后我们说注意的点,这里最好不要用 tp shutdownNow( ) 方法,该方法会试图去中断线程中中正在执行的任务;也就是说,如果使用该方法,有可能我们的 future 所对应的任务将被中断,无法得到执行结果。
    然后我们关注主线程中的内容,主线程的阻塞由我们自己来实现,通过 future isDone( ) isCancelled( ) 来判断执行状态,一直到执行完成或被取消。随后,我们打印 get 到的结果。

    实验结果

    使用 CountDownLatch

    使用 CountDownLatch 或许是日常编程中最常见的一种了,也感觉是 相对优雅 的一种:

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    import java.util.concurrent.CountDownLatch;
    
    public class Demo4 extends BaseDemo {
    
        private final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
    
        @Override
        public void callback(long response) {
    
            System.out.println("得到结果");
            System.out.println(response);
            System.out.println("调用结束");
    
            countDownLatch.countDown();
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Demo4 demo4 = new Demo4();
    
            demo4.call();
    
            try {
                demo4.countDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            System.out.println("主线程内容");
    
        }
    }

    正如大家平时使用的那样,此处在主线程中利用 CountDownLatch await( ) 方法进行阻塞,在回调中利用 countDown( ) 方法来使得其他线程 await 的部分得以继续运行。
    当然,这里和 demo1 demo2 中都一样,主线程中阻塞的部分,都可以设置一个超时时间,超时后可以不再阻塞。

    实验结果

    使用 CyclicBarrier

    CyclicBarrier 的情况和 CountDownLatch 有些类似:

    package AsyncCalltoSynchro;
    
    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    
    public class Demo5 extends BaseDemo {
    
        private CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2);
    
    
        @Override
        public void callback(long response) {
    
            System.out.println("得到结果");
            System.out.println(response);
            System.out.println("调用结束");
    
            try {
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Demo5 demo5 = new Demo5();
    
            demo5.call();
    
            try {
                demo5.cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            System.out.println("主线程内容");
    
        }
    }

    实验结果

    大家注意一下,CyclicBarrier CountDownLatch 仅仅只是类似,两者还是有一定区别的。比如,一个可以理解为做加法,等到加到这个数字后一起运行;一个则是减法,减到 0 继续运行。一个是可以重复计数的;另一个不可以等等等等。

    另外,使用 CyclicBarrier 的时候要注意两点:

    • 初始化的时候,参数数字要设为 2,因为异步调用这里是一个线程,而主线程是一个线程,两个线程都 await 的时候才能继续执行,这也是和 CountDownLatch 区别的部分。
    • 第二点也是关于初始化参数的数值的,和这里的 demo 无关,在平时编程的时候,需要比较小心,如果这个数值设置得很大,比线程池中的线程数都大,那么就很容易引起死锁了。

    总结

    综上,就是本次需要说的几种方法了。事实上,所有的方法都是同一个原理,也就是在调用的线程中进行阻塞等待结果,而在回调中函数中进行阻塞状态的解除。

     

    展开全文
  • 创建线程执行FutureTask并通过FutureTask得到异步结果; public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { long start = System.currentTimeMillis(); ...

    一 、使用方式一般为两种:

    1 . 创建线程执行FutureTask并通过FutureTask得到异步结果;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    
            long start = System.currentTimeMillis();
    
            // 1.创建任务,这个FutureTask可以是Callable的也可以是Runnable的
            FutureTask task = new FutureTask(new Callable() {
                @Override
                public Object call() throws Exception {
                    Thread.sleep(3000); // 模拟异步任务执行
                    return "我是异步结果";
                }
            });
    
            // 2.创建线程执行任务
            Thread thread = new Thread(task);
            thread.start();
    
            // 3.主线程模拟在异步任务之间执行其他任务
            try {
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            // 4.得到异步任务结果
            System.out.println(task.get());
    
            System.out.println("运行时间 : " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
        }

    运行结果:

    我是异步结果
    运行时间 : 6002ms

    Process finished with exit code 0

     

    2 . 使用线程池管理线程通过Future接口得到结果;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    
            long start = System.currentTimeMillis();
    
            ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
    
            Future future = executorService.submit(new Callable<Object>() {
                @Override
                public Object call() throws Exception {
                    Thread.sleep(3000);
                    return "我是异步结果";
                }
            });
    
            System.out.println("主线程工作");
            Thread.sleep(6000);
    
            System.out.println(future.get());
    
            System.out.println("运行时间 : " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
        }

     运行结果:

    主线程工作
    我是异步结果
    运行时间 : 6012ms 

     

    注意:

            异步结果用Future或者FutureTask都可以获取。Future是接口,FutureTask是实现了这个接口的实现类。FutureTask除了实现Future接口外,还实现了Runnable接口。所以不论是Callable任务还是Runnable任务都可以用FutureTask完成,而这两种都会最终都会调用Callable的call方法,对于Runnable实现调用call的方式是使用了适配器模式。

     (图片来源网上,侵删)

          debug第二个程序,我们可以看到这时定义的Future也是FutureTask实现的。

    二、异步原理

    1.  异步模型:

             可以总结为生产者和消费者,生产者就是线程处理任务,消费者就是调用者得到任务结果。那生产者消费者模型还有缓冲区啊,这里面就是用FutureTask中的outcome字段在任务结束后缓存结果。

    2 . 异步流程:

             主线程main开启线程a执行任务,并马上返回Future,如果是刚新建任务,状态置为new。当main线程想取线程a执行的结果(调用了FutureTask的get方法)时,就查看这个任务的state是否执行完成(completing),如果还没有完成就阻塞当前线程(main)等待线程a执行完成。

     

     

     

    展开全文
  • Java 实现异步调用

    万次阅读 热门讨论 2018-04-03 15:27:12
    首先 我遇到的问题是 接口调用时需要更新缓存 而更新缓存又是个说快不快的过程 所以打算做异步调用 返回我所需要的结果即可 ,至于缓存什么时候更新完 就不是我所需要关注的了废话不多说 上代码public class ...

    首先 我遇到的问题是 接口调用时需要更新缓存 而更新缓存又是个说快不快的过程 所以打算做异步调用 返回我所需要的结果即可 ,至于缓存什么时候更新完 就不是我所需要关注的了

    废话不多说 上代码

    public class MyExecutor {

        private ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool() ;

        public void fun() throws Exception {

            executor.submit(new Runnable(){

                @override

                    public void run() {

                        try {

                            //要执行的业务代码,我们这里没有写方法,可以让线程休息几秒进行测试

                            Thread.sleep(10000);

                            System.out.print("睡够啦~");

                        }catch(Exception e) {

                            throw new RuntimeException("报错啦!!");

                        }

                    }

            });

        }

    }

    public class Demo{

        

        public static void main(String[] args) {

            

             MyExecutor  myExecutor = new MyExecutor();

             try {

                myExecutor.fun();

                System.our.print("你先睡着,我先回家啦~");

            }catch(Exception e) {

                 throw new RuntimeException("业务程序报错啦!!");

            }

        }

    }

    好啦 代码到此结束 (ps:纯手打 若有错 请见谅) 

    运行主方法 

    会先打印(你先睡着,我先回家啦~)

    然后(睡够啦~)

    也就是说 在需要异步执行的方法未执行完毕时 主程序已经返回结果了  不需要继续等待 这样可以保证程序先返回结果 再继续执行不需要等待的繁琐的任务  当然也可以加一些方法去判断异步方法是否执行完毕。

    说一下Executors类

    这个类是用来创建线程池的

    有这么几个方法

    1、newFixedThreadPool() 创建固定大小的线程池 线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程

    2、newCachedThreadPool() 创建一个可缓存的线程池,如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,那么就会回收部分空闲(60s不执行任务)的线程,当任务数量增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于系统(JVM)能够创建的最大线程大小

    3、newSingleThreadExecutor() 创建一个单线程的线程池。这个线程池只有线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行

    4、newScheduledThreadPool() 创建一个大小无限的线程池,此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求

    5、newSingleThreadScheduledExecutor() 创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求


    展开全文
  • JAVA异步调用

    万次阅读 2017-12-11 10:14:53
    那么后台的异步调用改怎么实现呢?1、 使用callable接口,加线程池 2、 使用JAVA的回调机制 3、 使用spring框架默认的异步调用方式一、第一种方式是比较简单,也比较常用的方式,下面看一段示例代码:public void ...

    前言:在实际的业务中总有这样的场景,后台执行的时间过长,前端需要立即返回结果,以取得良好的客户体验。那么后台的异步调用改怎么实现呢?

    1、 使用callable接口,加线程池
    2、 使用JAVA的回调机制
    3、 使用spring框架默认的异步调用方式

    一、第一种方式是比较简单,也比较常用的方式,下面看一段示例代码:

    public void sync(){
    
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //无返回值的业务代码
            }
        });
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        Future<Object> submit = executorService.submit(new Callable<Object>() {
            @Override
            public Object call() throws Exception {
                //有返回值的业务代码
                return "";
            }
        });
    
        boolean done = submit.isDone();
        //针对执行情况进行响应,也可以单独写一个轮询方法,进行业务的轮询
    }
    

    二、回调机制
    这种方式的回调就是
    类A的a()方法,调用类B的b()方法
    类B的b()方法,执行完毕主动调用类A的callback()的方法。

    举个例子:

    回调接口:

    /**
     * Created by xiekeyi on 2017/12/5.
     */
    public interface MyCallback {
    
    
        void callback();
            //回调方法
    }
    

    执行者:

    public class Trigger implements MyCallback {
        private MyJob job;
    
        Trigger(MyJob job){
            this.job=job;
        }
    
        @Override
        public void callback() {
    
        }
    
        void exe(){
            job.execute(this);
        }
    }
    

    业务部分:

    public class MyJob{
    
        void execute(MyCallback callback){
            //执行完业务方法之后,执行回调
            callback.callback();
        }
    
    }
    

    核心原理就是,把业务对象传入执行者。实现回调,当然可以进一步抽象业务类。

    调用的时候,使用线程,进行异步处理。

    三、第三种方式使用,spring 框架特有的注解作用于方法上,实现异步调用。

    @async注解

    
    @Async
    public void sync(){
    

    总结:无论多么优雅的实现方式,都不如框架来的方便,spring框架提供了很多遍历,在使用框架的过程中,多去了解框架的实现原理,比只学习如何使用有用的多。

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