【原】手写spring async异步组件

　　 最近在工作中使用到了spring自带的Async，主要是为了把其中耗时多、响应慢、计算复杂的业务抽取几个模块出来，并行查询。不得不说spring自带的比传统线程池提交在代码层次上看起来优雅简洁了不少，直接返回一个AsyncResult,然后调用方通过Future接收。今天就打算自己手动实现这个异步组件,并借此学习其中的原理。先思考一个问题,为什么直接调用一个普通的方法就能实现异步？第一个想到的就是代理,所以本章就从代理模式出发。

     总体实现思路流程：客户端调用后-》通过代理模式代理-》重写Submit方法并返回Future-》把Future 放到自定义的异步返回包装类-》客户端直接拿到返回的Future 进行get。

 

 

1.新建代理接口

---

public interface IAsyncProxy {

    /**
     * 获取代理对象
     * 1. 如果是实现了接口，默认使用 dynamic proxy 即可。
     * 2. 如果没有实现接口，默认使用 CGLIB 实现代理。
     * @return 代理对象
     */
    Object proxy();

}

　由于代理分2种，接口的代理还有无接口的代理，所以这里定义成接口方便扩展。

2.新建动态代理实现类

public class DynamicProxy implements InvocationHandler, IAsyncProxy {

    /**
     * 被代理的对象
     */
    private final Object target;

    public DynamicProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    /**
     * 这种方式虽然实现了异步执行
     *
     * @param proxy 原始对象
     * @param method 方法
     * @param args 入参
     * @return 结果
     * @throws Throwable 异常
     */
    @Override
    @SuppressWarnings("all")
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return AsyncExecutor.submit(target, method, args);
    }

    @Override
    public Object proxy() {
        // 我们要代理哪个真实对象，就将该对象传进去，最后是通过该真实对象来调用其方法的
        InvocationHandler handler = new DynamicProxy(target);

        return Proxy.newProxyInstance(handler.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), handler);
    }
}

　由于篇幅有限，这里只讲动态代理，至于Cglib代理实现方案和接口代理原理是一致的。最终要的是代理之后我们要如何交给异步处理，所以在invoke方法内,我通过线程池去提交一个任务,细心的可以发现AsyncExecutor在jdk包里是没有的，这个类是我自己定义的。至于原因有以下几个：

        1.jdk自带的ExecutorService的submit方法无法满足, 所以需要重新实现ExecutorService做扩展,重写submit方法。

        2.submit之后需要包装统一的返回结果,保持 实现类边返回的类型和代理返回类型一致。

3.定义异步接口

/**
 * <p> 异步执行结果 </p>
 /
public interface IAsyncResult<T> extends Future<T> {

    /**
     * 获取执行的结果
     * @return 结果
     */
    Object getResult();

}

　　

public abstract class AbstractAsyncResult<T> implements IAsyncResult<T> {

    @Override
    public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean isCancelled() {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean isDone() {
        return false;
    }

    @Override
    public T get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        try {
            return this.get(AsyncConstant.DEFAULT_TIME_OUT, TimeUnit.SECONDS);
        } catch (TimeoutException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

}

　　

/**
 * 异步执行结果

 */
public class AsyncResult<T> extends AbstractAsyncResult<T> {

    /**
     * future 信息
     */
    private Future<T> future;

    /**
     * 结果
     */
    private Object value;

    /**
     * 获取执行的结果
     * @return 结果
     */
    @Override
    public Object getResult() {
        // 直接返回结果
        if(future == null) {
            return this.getValue();
        }

        try {
            T t = future.get();
            // 这里拿到的 AsyncResult 对象
            if(null != t) {
                return ((AsyncResult)t).getValue();
            }
            return null;
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    @Override
    public T get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        return future.get(timeout, unit);
    }

    public Object getValue() {
        return this.value;
    }

    public void setValue(Object value) {
        this.value = value;
    }

    public void setFuture(Future<T> future) {
        this.future = future;
    }

}

　　

4.定义一个异步接口,继承ExecutorService 

/**
 * <p> 异步框架执行器 </p>

public interface IAsyncExecutor extends ExecutorService {
}

 

package com.github.houbb.async.core.executor;


import java.util.concurrent.*;

/**
 * 异步执行器
 */
public class AsyncExecutor extends ThreadPoolExecutor implements IAsyncExecutor {

    //region 私有属性
    /**
     * 是否初始化
     */
    private static volatile boolean isInit = false;

    /**
     * 是否被销毁
     */
    private static volatile boolean isDestroy = false;

    /**
     * 线程执行器
     */
    private static ExecutorService executorService = null;
    //endregion

    //region 构造器
    public AsyncExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
    }

    public AsyncExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory);
    }

    public AsyncExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, RejectedExecutionHandler handler) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, handler);
    }

    public AsyncExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler);
    }
    //endregion

    @SuppressWarnings("all")
    public static <T> IAsyncResult<T> submit(Object target, Method method, Object[] objects) {
        // 初始化的判断
        if(!isInit) {
            init();
        }
        
        Future future =  executorService.submit(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				try {
					method.invoke(target, objects);
				} catch (IllegalAccessException | IllegalArgumentException | InvocationTargetException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
		});

        //Future future = executorService.submit(() -> method.invoke(target, objects));
        
        AsyncResult<T> asyncResult = new AsyncResult<>();
        asyncResult.setFuture(future);
        return asyncResult;
    }

    /**
     * 初始化
     * 1. 暂时不添加配置相关的信息
     * 2. 最后调整状态
     */
    private static synchronized void init() {
        try {
            if(isInit) {
                return;
            }

            // 各种属性配置
            // 淘汰策略
            // 最佳线程数量
            executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
            updateExecutorStatus(true);
        } catch (Exception e) {
            throw new AsyncRuntimeException(e);
        }
    }



    /**
     * 销毁容器
     * 1. 销毁的时候进行等待，确保任务的正常执行完成。
     * 2. 任务执行的统计信息，后期添加。
     */
    private static synchronized void destroy() {
        if(isDestroy) {
            return;
        }

        executorService = null;
        updateExecutorStatus(false);
    }

    /**
     * 更新执行器的状态
     * @param initStatus 初始化状态
     */
    private static void updateExecutorStatus(final boolean initStatus) {
        isInit = initStatus;
        isDestroy = !isInit;
    }

}