Netty之Future-netty学习笔记(12)-20210823

Netty内部的io.netty.util.concurrent.Future<V> 继承自java.util.concurrent.Future<V>，而Promise<V>是前者的一个特殊实现。

 

（一）jdk中future和netty中future的比较

jdk中future:

// 取消异步操作
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
// 异步操作是否取消
boolean isCancelled();
// 异步操作是否完成，正常终止、异常、取消都是完成
boolean isDone();
// 阻塞直到取得异步操作结果
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
// 同上，但最长阻塞时间为timeout
V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException,TimeoutException;

jdk中future的特点：
1.无论结果是成功还是失败还是取消，返回的都是isdone();
2.而且我们在异步操作触发和结束的时候比较关心其他的一些操作，在jdk的future中无法进行补充。所以netty对future做了扩展。

netty中future（以下为扩展内容）:

// 异步操作完成且正常终止
boolean isSuccess();
// 异步操作是否可以取消
boolean isCancellable();
// 异步操作失败的原因
Throwable cause();

// 添加一个监听者，异步操作完成时回调，类比javascript的回调函数
Future<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);
// 增长多个回调方法
Future<V> addListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>>... listeners);

// 删除回调方法
Future<V> removeListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);
// 删除多个回调方法
Future<V> removeListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>>... listeners);

// 阻塞等待，且若是失败抛出异常
Future<V> sync() throws InterruptedException;
// 同上，区别是不可中断阻塞等待过程
Future<V> syncUninterruptibly();

// 阻塞等待
Future<V> await() throws InterruptedException;
// 同上，区别是不可中断阻塞等待过程
Future<V> awaitUninterruptibly();
V getNow();

netty中future的特点：
1.操作结果分为success,fail,canceled三种；
2.并且通过addlisteners()方法可以添加回调操作，即触发或者完成时需要进行的操作；
3.await()和sync()，可以以阻塞的方式等待异步完成；getnow()可以获得异步操作的结果，如果还未完成则返回Null;

综合以上的分析，给出一张表示future的状态图来增强对future的理解：

 

注释:future只有两种状态，unconpleted和conpleted.

completedfuture表示已经完成异步操做，该类在异步操做结束时建立，用户使用addlistener()方法提供异步操做方法。

(二)abstractfuture

abstractfuture类实现future接口，在其中主要实现了get()方法，以阻塞的方式来取得异步操作的结果，其功能与jdk中future的get()方法类似。

abstractfuture源码:

@Override
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    //阻塞直到异步任务完成
    await();
    
    Throwable cause = cause();
    if (cause == null) {
    //获得异步操作结果
        return getNow();
    }
    //操作失败则抛出异常
    if (cause instanceof CancellationException) {
        throw (CancellationException) cause;
    }
    throw new ExecutionException(cause);
}

该类中get(long timeout, TimeUnit unit) 实现方式与get()大致相同。

(三)completefuture

completedfuture表示已经完成异步操作，该类在异步操作结束时创建，用户使用addlistener()方法提供异步操作方法。

completefuture的状态:

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

completefuture表示已经完成异步操作，所以isdone()方法返回true;并且sync()方法和await()方法会立即返回。

@Override
public Future<V> sync() throws InterruptedException {
    return this;
}

触发操作的执行者（eventexecutor）

private final EventExecutor executor;

protected CompleteFuture(EventExecutor executor) {
    this.executor = executor;
}

protected EventExecutor executor() {
    return executor;
}

completefuture中维护了一个eventexecutor实例，用来执行listener中的任务。

触发操作的执行过程：

第一步addlistener()：

#completefuture类
 public Future<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
    if (listener == null) {
        throw new NullPointerException("listener");
    }
    DefaultPromise.notifyListener(executor(), this, listener);
    return this;

调用addlistener()方法后，DefaultPromise会调用静态方法notifyListener（），来执行listener中的操作。

#DefaultPromise类
protected static void notifyListener(
        EventExecutor eventExecutor, final Future<?> future, final GenericFutureListener<?> listener) {
    //省略
    ……
    notifyListenerWithStackOverFlowProtection(eventExecutor, future, listener);
}

然后再看看notifyListenerWithStackOverFlowProtection()

#DefaultPromise类
private static void notifyListenerWithStackOverFlowProtection(final EventExecutor executor,
                                                              final Future<?> future,
                                                              final GenericFutureListener<?> listener) {
    if (executor.inEventLoop()) {
        //省略，这段代码表示在本线程中执行
        ……
    }
    //在外部触发，则将其封装成runnable任务
    safeExecute(executor, new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            notifyListener0(future, listener);
        }
    });
}

接下来的safeexecute()和notifylistener0()就很简单了，

#DefaultPromise类
private static void safeExecute(EventExecutor executor, Runnable task) {
    try {
    //将任务添加到任务队列中等待执行
        executor.execute(task);
    } 
    //省略
    ……
}

private static void notifyListener0(Future future, GenericFutureListener l) {
    try {
    //可以清楚的看到，执行到了listener中的operationcomplete(future)方法
        l.operationComplete(future);
    } catch (Throwable t) {
        logger.warn("An exception was thrown by " + l.getClass().getName() + ".operationComplete()", t);
    }
}

completefuture类总结：
1.conpletefuture中保存了eventexecutor的信息，用来执行listener中的任务。
2.调用了future的addlistener()方法后，将listener中的操作封装成runnble任务扔到eventexecutor中的任务队列中等待执行
3.completefuture表示已经完成异步操作，状态是isdone。

（四）channelfuture

这是一个继承future的接口，顾名思义，该接口与通道操作有关，所以在channelfuture接口中，除了覆盖future的功能外，只提供了一个channel()抽象方法。

Channel channel();

（五）completechannelfuture

completechannelfuture类实现channelfuture接口，继承completefuture类。

abstract class CompleteChannelFuture extends CompleteFuture<Void> implements ChannelFuture 

异步操作结果的获取

尖括号中的泛型表示返回结果的类型，此处是void,表示不关心返回的结果。

@Override
public Void getNow() {
    return null;
}

getnow()方法的返回结果为null,结合前面对abstractfuture类中get()方法的分析，可以得知在completechannelfuture跟get相关的方法返回的结果都是null.

completechannelfuture的初始化

类中的channel字段：

private final Channel channel;

类的初始化：

 protected CompleteChannelFuture(Channel channel, EventExecutor executor) {
    super(executor);
    if (channel == null) {
        throw new NullPointerException("channel");
    }
    this.channel = channel;
}

eventexecutor的管理：

@Override
protected EventExecutor executor() {
    EventExecutor e = super.executor();
    if (e == null) {
        return channel().eventLoop();
    } else {
        return e;
    }
}

如果父类中eventexecutor不为空，则返回父类中的eventexecutor,否则返回channel中保存的eventexecutor。

completechannelfuture中的addlistener()和await(),sync()等方法的特点和completefuture类相似。

(六)Succeededchannelfuture/FailedChannelFuture

这两个类继承自completechannelfuture,一个表示的状态是success,另一个表示操作失败。

#FailedChannelFuture
@Override
public Throwable cause() {
    return cause;
}

#Succeededchannelfuture
@Override
public boolean isSuccess() {
    return true;
}

参考：

https://segmentfault.com/a/1190000012979865

https://blog.csdn.net/moneywenxue/article/details/116905669