Guava学习之ListenableFuture

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本文是对 Guava 中 ListenableFuture 的学习介绍。欢迎加入学习项目： LearningGuava。

以下参考: 官方文档

处理并发是一个很困难的问题，但是我们可以通过使用功能强大的抽象来简化这个工作。为了简化这个问题，Guava 提供了 ListenableFuture，它继承了 JDK 中的 Future 接口。

我们强烈建议：在你的代码中，使用 ListenableFuture 来替代 Future，因为

  • 很多 Future 相关的方法需要它。
  • 一开始就使用 ListenableFuture 会省事很多。
  • 这样工具方法提供者就不需要针对 Future 和 ListenableFuture 都提供方法。

接口

Future 代表了异步执行的结果：一个可能还没有产生结果的执行过程。 Future 可以正在被执行，但是会保证返回一个结果。

ListenableFuture 可以使你注册回调函数，使得在结果计算完成的时候可以回调你的函数。如果结果已经算好，那么将会立即回调。这个简单的功能使得可以完成很多 Future 支持不了的操作。

ListenableFuture 添加的基本函数是 addListener(Runnable, Executor)。通过这个函数，当 Future 中的结果执行完成时，传入的 Runnable 会在传入的 Executor 中执行。

添加回调函数

使用者偏向于使用 Futures.addCallback(ListenableFuture<V>, FutureCallback<V>, Executor) , 或者当需要注册轻量级的回调的时候，可以使用默认为 MoreExecutors.directExecutor() 的版本。

FutureCallback<V> 实现了两个方法:

创建

与 JDK 中 通过 ExecutorService.submit(Callable) 来初始化一个异步的任务相似，Guava 提供了一个 ListeningExecutorService 接口，这个接口可以返回一个 ListenableFuture（ExecutorService 只是返回一个普通的 Future）。如果需要将一个 ExecutorService 转换为 ListeningExecutorService，可以使用 MoreExecutors.listeningDecorator(ExecutorService)。一个使用示例如下：

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ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newFixedThreadPool(10));
ListenableFuture<Explosion> explosion = service.submit(new Callable<Explosion>() {
  public Explosion call() {
    return pushBigRedButton();
  }
});
Futures.addCallback(explosion, new FutureCallback<Explosion>() {
  // we want this handler to run immediately after we push the big red button!
  public void onSuccess(Explosion explosion) {
    walkAwayFrom(explosion);
  }
  public void onFailure(Throwable thrown) {
    battleArchNemesis(); // escaped the explosion!
  }
});

如果你想从一个基于 FutureTask 的 API 转换过来，Guava 提供了 ListenableFutureTask.create(Callable<V>) 和 ListenableFutureTask.create(Runnable, V)。和 JDK 不一样，ListenableFutureTask 并不意味着可以直接扩展。

如果你更喜欢可以设置 future 值的抽象，而不是实现一个方法来计算结果，那么可以考虑直接扩展 AbstractFuture<V> 或者 SettableFuture。

如果你一定要将一个基于 Future 的 API 转换为基于 ListenableFuture 的话，你不得不采用硬编码的方式 JdkFutureAdapters.listenInPoolThread(Future) 来实现从 Future 到 ListenableFuture 的转换。所以，尽可能地使用 ListenableFuture。

应用

使用 ListenableFuture 一个最重要的原因就是：可以基于他实现负责的异步执行链。如下所示：

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ListenableFuture<RowKey> rowKeyFuture = indexService.lookUp(query);
AsyncFunction<RowKey, QueryResult> queryFunction =
  new AsyncFunction<RowKey, QueryResult>() {
    public ListenableFuture<QueryResult> apply(RowKey rowKey) {
      return dataService.read(rowKey);
    }
  };
ListenableFuture<QueryResult> queryFuture =
    Futures.transformAsync(rowKeyFuture, queryFunction, queryExecutor);

很多不能被 Future 支持的方法可以通过 ListenableFuture 被高效地支持。不同的操作可能被不同的执行器执行，而且一个 ListenableFuture 可以有多个响应操作。

当 ListenableFuture 有多个后续操作的时候，这样的操作称为：“扇出”。当它依赖多个输入 future 同时完成时，称作“扇入”。可以参考 Futures.allAsList的实现。

方法 描述 参考
transformAsync(ListenableFuture<A>, AsyncFunction<A, B>, Executor) 返回新的 ListenableFuture，它是给定 AsyncFunction 结合的结果 transformAsync(ListenableFuture<A>, AsyncFunction<A, B>)
transform(ListenableFuture<A>, Function<A, B>, Executor) 返回新的 ListenableFuture,它是给定 Function 结合的结果 transform(ListenableFuture<A>, Function<A, B>)
allAsList(Iterable<ListenableFuture<V>>) 返回一个 ListenableFuture,它的值是一个输入 futures 的值的按序列表，任何一个 future 的失败都会导致最后结果的失败 allAsList(ListenableFuture<V>...)
successfulAsList(Iterable<ListenableFuture<V>>) 返回一个 ListenableFuture,它的值是一个输入 futures 的成功执行值的按序列表，对于取消或者失败的任务，对应的值是 null successfulAsList(ListenableFuture<V>...)

AsyncFunction<A, B> 提供了一个方法：ListenableFuture<B> apply(A input)。可以被用来异步转换一个值。

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List<ListenableFuture<QueryResult>> queries;
// The queries go to all different data centers, but we want to wait until they're all done or failed.

ListenableFuture<List<QueryResult>> successfulQueries = Futures.successfulAsList(queries);

Futures.addCallback(successfulQueries, callbackOnSuccessfulQueries);

避免嵌套 Future

在使用通用接口返回 Future 的代码中，很有可能会嵌套 Future。例如：

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executorService.submit(new Callable<ListenableFuture<Foo>() {
  @Override
  public ListenableFuture<Foo> call() {
    return otherExecutorService.submit(otherCallable);
  }
});

上述代码将会返回：ListenableFuture<ListenableFuture<Foo>>。这样的代码是不正确的，因为外层 future 的取消操作不能传递到内层的 future。此外，一个常犯的错误是：使用 get() 或者 listener 来检测其它 future 的失败。为了避免这样的情况，Guava 所有处理 future 的方法（以及一些来自 JDK 的代码）具有安全解决嵌套的版本。

CheckedFuture

Guava 也提供 CheckedFuture<V, X extends Exception> 接口。

CheckedFuture 是这样的一个 ListenableFuture：具有多个可以抛出受保护异常的 get 方法。这使得创建一个执行逻辑可能抛出异常的 future 变得容易。使用 Futures.makeChecked(ListenableFuture<V>, Function<Exception, X>)可以将 ListenableFuture 转换为 CheckedFuture。

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