Future 與 ChannelFuture 異步處理探究

Future 是Java原生API中JUC包下提供的接口。JUC是Java用來處理併發內容的集合，簡單來說Future就是用來處理在同步執行代碼中獲取異步執行結果的上層接口，其下有多種實現類用於不同併發場景。
原生Future中的get()方法，會阻塞當前線程，知道Future中執行的異步任務完成後。Netty在原生基礎上又增加了監聽器（Listener）接口，用來更精確的控制異步任務執行時間。

Future常用實現類

FutureTask

• 主要繼承關係：實現Runnable接口和Future接口
• 主要功能：可以被看作Runnable對象提交線程池執行，可以看作Future對象獲取異步執行結果

簡單使用示例

package com.ht.actuatorlearn.curr.future;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * FutureTask 類示例
 * 線程池異步執行任務，在同步代碼塊中阻塞獲取異步執行結果
 *
 * @author: lht
 * @date: 2023-03-02
 */
public class FutureTaskTest {
    /**
     * 聲明線程池
     */
    private static ExecutorService EXECUTOR = null;

    public static void main(String[] args) {
        EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();
        
        // 創建異步執行Future對象
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(() -> {
            // 注意這裏使用的 Callable 類異步執行
            // 休眠5s 代替耗時操作
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            return "hello";
        });
        try {
            // 提交執行任務
            EXECUTOR.execute(futureTask);

            // 同步代碼塊1
            System.out.println("Waiting async Results....");

            // 獲取異步執行結果 線程阻塞
            System.out.println("Result is: " + futureTask.get());

            // 同步代碼塊2
            System.out.println("Completed...");

            EXECUTOR.shutdown();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

ScheduledFuture

• 主要功能：用於獲取在程序中計劃定期執行任務的結果

簡單使用示例

package com.ht.actuatorlearn.curr.future;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * 延遲執行任務，並在接收到特定結果下執行一系列操作（關閉任務）
 *
 * @author: lht
 * @date: 2023-03-03
 */
public class ScheduledFutureTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 聲明工作線程池
        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

        // 創建隨機數任務
        Callable<Integer> task = () -> {
            return (int) (Math.random() * 10);
        };

        // 延時任務提交線程池
        ScheduledFuture<Integer> schedule = executorService.schedule(task, 5, TimeUnit.SECONDS);

        try {
            Integer result = schedule.get();
            System.out.println("Task Result: " + result);

            // 關閉線程池
            executorService.shutdown();
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

---

ChannelFuture

Netty中，ChannelFuture類似於Future，表示異步的I/O操作結果。當創建新通道或使用Channel進行發送或接收數據時，這些耗時操作在Netty的底層都是異步進行處理的。如果實際業務邏輯中需要獲取上述異步的執行結果，那就需要使用到ChannelFuture.

常用示例

1. 添加監聽器（最常用處理）：ChannelFuture基於Future的阻塞模型上又實現了監聽器回調模式，可以更精確的獲取異步執行結果和操作信息，並且不阻塞主線程

        Object message = new Object();

        // channel 異步發送數據
        ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush(message);
        future.addListener((ChannelFutureListener) channelFuture -> {
            if (future.isSuccess()) {
                // 消息發送成功 回調
                
            } else {
                // 消息發送失敗 回調

            }
        });

2.同步等待操作完成：使用sync()方法可以時耗時異步動作變爲同步動作，同步等待耗時操作完成再執行後續代碼

        // 同步推送數據
        ChannelFuture channelFuture = ctx.writeAndFlush(message).sync();
        System.out.println(channelFuture.isSuccess());

3.異步等待： 使用ChannelFuture 的 await() 異步等待I/O動作完成，等待中將阻塞當前線程，只到操作完成或中斷

        // 阻塞當前線程 異步等待
        ChannelFuture channelFuture = ctx.writeAndFlush(message).await();
        System.out.println(channelFuture.isSuccess());

實際上：從ChannelFuture的源碼中我們可以看到，它其實是Future的拓展，並且不具有返回值的異步調用，同時和一個Channel進行綁定。ChannelPromise接口又在其上繼承了ChannelFuture類和Promise類，使之既可以寫異步執行結果，又具備監聽通道的功能。