夯实Java基础系列11：深入理解Java中的回调机制
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该系列博文会告诉你如何从入门到进阶，一步步地学习Java基础知识，并上手进行实战，接着了解每个Java知识点背后的实现原理，更完整地了解整个Java技术体系，形成自己的知识框架。为了更好地总结和检验你的学习成果，本系列文章也会提供每个知识点对应的面试题以及参考答案。
如果对本系列文章有什么建议，或者是有什么疑问的话，也可以关注公众号【Java技术江湖】联系作者，欢迎你参与本系列博文的创作和修订。
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模块间的调用
本部分摘自https://www.cnblogs.com/xrq730/p/6424471.html
在一个应用系统中，无论使用何种语言开发，必然存在模块之间的调用，调用的方式分为几种：
（1）同步调用
同步调用是最基本并且最简单的一种调用方式，类A的方法a()调用类B的方法b()，一直等待b()方法执行完毕，a()方法继续往下走。这种调用方式适用于方法b()执行时间不长的情况，因为b()方法执行时间一长或者直接阻塞的话，a()方法的余下代码是无法执行下去的，这样会造成整个流程的阻塞。
（2）异步调用
异步调用是为了解决同步调用可能出现阻塞，导致整个流程卡住而产生的一种调用方式。类A的方法方法a()通过新起线程的方式调用类B的方法b()，代码接着直接往下执行，这样无论方法b()执行时间多久，都不会阻塞住方法a()的执行。
但是这种方式，由于方法a()不等待方法b()的执行完成，在方法a()需要方法b()执行结果的情况下（视具体业务而定，有些业务比如启异步线程发个微信通知、刷新一个缓存这种就没必要），必须通过一定的方式对方法b()的执行结果进行监听。
在Java中，可以使用Future+Callable的方式做到这一点，具体做法可以参见我的这篇文章Java多线程21：多线程下其他组件之CyclicBarrier、Callable、Future和FutureTask。
（3）回调
1、什么是回调？
一般来说，模块之间都存在一定的调用关系，从调用方式上看，可以分为三类同步调用、异步调用和回调。同步调用是一种阻塞式调用，即在函数A的函数体里通过书写函数B的函数名来调用之，使内存中对应函数B的代码得以执行。异步调用是一种类似消息或事件的机制解决了同步阻塞的问题，例如 A通知 B后，他们各走各的路，互不影响，不用像同步调用那样， A通知 B后，非得等到 B走完后， A才继续走 。回调是一种双向的调用模式，也就是说，被调用的接口被调用时也会调用对方的接口，例如A要调用B，B在执行完又要调用A。
2、回调的用途
回调一般用于层间协作，上层将本层函数安装在下层，这个函数就是回调，而下层在一定条件下触发回调。例如作为一个驱动，是一个底层，他在收到一个数据时，除了完成本层的处理工作外，还将进行回调，将这个数据交给上层应用层来做进一步处理，这在分层的数据通信中很普遍。
多线程中的“回调”
Java多线程中可以通过callable和future或futuretask结合来获取线程执行后的返回值。实现方法是通过get方法来调用callable的call方法获取返回值。
其实这种方法本质上不是回调，回调要求的是任务完成以后被调用者主动回调调用者的接口。而这里是调用者主动使用get方法阻塞获取返回值。
public class 多线程中的回调 {
//这里简单地使用future和callable实现了线程执行完后
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Future<String> future = executor.submit(new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
System.out.println("call");
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
return "str";
}
});
//手动阻塞调用get通过call方法获得返回值。
System.out.println(future.get());
//需要手动关闭，不然线程池的线程会继续执行。
executor.shutdown();
//使用futuretask同时作为线程执行单元和数据请求单元。
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("dasds");
return new Random().nextInt();
}
});
new Thread(futureTask).start();
//阻塞获取返回值
System.out.println(futureTask.get());
}
@Test
public void test () {
Callable callable = new Callable() {
@Override
public Object call() throws Exception {
return null;
}
};
FutureTask futureTask = new FutureTask(callable);
}
}
Java回调机制实战
曾经自己偶尔听说过回调机制，隐隐约约能够懂一些意思，但是当让自己写一个简单的示例程序时，自己就傻眼了。随着工作经验的增加，自己经常听到这儿使用了回调，那儿使用了回调，自己是时候好好研究一下Java回调机制了。网上关于Java回调的文章一抓一大把，但是看完总是云里雾里，不知所云，特别是看到抓取别人的代码走两步时，总是现眼。于是自己决定写一篇关于Java机制的文章，以方便大家和自己更深入的学习Java回调机制。
首先，什么是回调函数，引用百度百科的解释：回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应[2].
不好意思，上述解释我看了好几遍，也没理解其中深刻奥秘，相信一些读者你也一样。光说不练假把式，咱们还是以实战理解脉络。
实例一 ： 同步调用
本文以底层服务BottomService和上层服务UpperService为示例，利用上层服务调用底层服务，整体执行过程如下：
第一步: 执行UpperService.callBottomService();
第二步: 执行BottomService.bottom();
第三步:执行UpperService.upperTaskAfterCallBottomService()
1.1 同步调用代码
同步调用时序图：
[外链图片转存失败(img-dapFATDy-1569148364574)(https://upload-images.jianshu.io/upload_images/3796264-6a5b5b898aa3930e.png?imageMogr2/auto-orient/strip|imageView2/2/w/1031/format/webp)]
同步调用时序图
1.1.1 底层服务类:BottomService.java
package synchronization.demo;
/**
* Created by lance on 2017/1/19.
*/
public class BottomService {
public String bottom(String param) {
try { // 模拟底层处理耗时，上层服务需要等待
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return param +" BottomService.bottom() execute -->";
}
}
1.1.2 上层服务接口: UpperService.java
package synchronization.demo;
/**
* Created by lance on 2017/1/19.
*/
public interface UpperService {
public void upperTaskAfterCallBottomService(String upperParam);
public String callBottomService(final String param);
}
1.1.3 上层服务接口实现类:UpperServiceImpl.java
package synchronization.demo;
/**
* Created by lance on 2017/1/19.
*/
public class UpperServiceImpl implements UpperService {
private BottomService bottomService;
@Override
public void upperTaskAfterCallBottomService(String upperParam) {
System.out.println(upperParam + " upperTaskAfterCallBottomService() execute.");
}
public UpperServiceImpl(BottomService bottomService) {
this.bottomService = bottomService;
}
@Override
public String callBottomService(final String param) {
return bottomService.bottom(param + " callBottomService.bottom() execute --> ");
}
}
1.1.4 Test测试类:Test.java
package synchronization.demo;
import java.util.Date;
/**
* Created by lance on 2017/1/19.
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
BottomService bottomService = new BottomService();
UpperService upperService = new UpperServiceImpl(bottomService);
System.out.println("=============== callBottomService start ==================:" + new Date());
String result = upperService.callBottomService("callBottomService start --> ");
//upperTaskAfterCallBottomService执行必须等待callBottomService()调用BottomService.bottom()方法返回后才能够执行
upperService.upperTaskAfterCallBottomService(result);
System.out.println("=============== callBottomService end ====================:" + new Date());
}
}
1.1.5 输出结果:
=============== callBottomService start ==================:Thu Jan 19 14:59:58 CST 2017
callBottomService start --> callBottomService.bottom() execute --> BottomService.bottom() execute --> upperTaskAfterCallBottomService() execute.
=============== callBottomService end ====================:Thu Jan 19 15:00:01 CST 2017
注意输出结果：
是同步方式，Test调用callBottomService()等待执行结束，然后再执行下一步，即执行结束。callBottomService开始执行时间为Thu Jan 19 14:59:58 CST 2017，执行结束时间为Thu Jan 19 15:00:01 CST 2017，耗时3秒钟，与模拟的耗时时间一致，即3000毫秒。
实例二：由浅入深
前几天公司面试有问道java回调的问题，因为这方面也没有太多研究，所以回答的含糊不清，这回特意来补习一下。看了看网上的回调解释和例子，都那么的绕口，得看半天才能绕回来，其实吧，回调是个很简单的机制。在这里我用简单的语言先来解释一下：假设有两个类，分别是A和B，在A中有一个方法a()，B中有一个方法b()；在A里面调用B中的方法b()，而方法b()中调用了方法a()，这样子就同时实现了b()和a()两个方法的功能。
疑惑：为啥这么麻烦，我直接在类A中的B.b()方法下调用a()方法就行了呗。
解答：回调更像是一个约定，就是如果我调用了b()方法，那么就必须要回调，而不需要显示调用
一、Java的回调-浅
我们用例子来解释：小明和小李相约一起去吃早饭，但是小李起的有点晚要先洗漱，等小李洗漱完成后，通知小明再一起去吃饭。小明就是类A，小李就是类B。一起去吃饭这个事件就是方法a(),小李去洗漱就是方法b()。
public class XiaoMing {
//小明和小李一起吃饭
public void eatFood() {
XiaoLi xl = new XiaoLi();
//A调用B的方法
xl.washFace();
}
public void eat() {
System.out.print("小明和小李一起去吃大龙虾");
}
}
那么怎么让小李洗漱完后在通知小明一起去吃饭呢
public class XiaoMing {
//小明和小李一起吃饭
public void eatFood() {
XiaoLi xl = new XiaoLi();
//A调用B的方法
xl.washFace();
eat();
}
public void eat() {
System.out.print("小明和小李一起去吃大龙虾");
}
}
不过上面已经说过了这个不是回调函数，所以不能这样子，正确的方式如下
public class XiaoLi{//小李
public void washFace() {
System.out.print("小李要洗漱");
XiaoMing xm = new XiaoMing();
//B调用A的方法
xm.eat();//洗漱完后，一起去吃饭
}
}
这样子就可以实现washFace()同时也能实现eat()。小李洗漱完后，再通知小明一起去吃饭，这就是回调。
二、Java的回调-中
可是细心的伙伴可能会发现，小李的代码完全写死了，这样子的场合可能适用和小明一起去吃饭，可是假如小李洗漱完不吃饭了，想和小王上网去，这样子就不适用了。其实上面是伪代码，仅仅是帮助大家理解的，真正情况下是需要利用接口来设置回调的。现在我们继续用小明和小李去吃饭的例子来讲讲接口是如何使用的。
小明和小李相约一起去吃早饭，但是小李起的有点晚要先洗漱，等小李洗漱完成后，通知小明再一起去吃饭。小明就是类A，小李就是类B。不同的是我们新建一个吃饭的接口EatRice，接口中有个抽象方法eat()。在小明中调用这个接口，并实现eat()；小李声明这个接口对象，并且调用这个接口的抽象方法。这里可能有点绕口，不过没关系，看看例子就很清楚了。
EatRice接口：
public interface EatRice {
public void eat(String food);
}
小明：
public class XiaoMing implements EatRice{//小明
//小明和小李一起吃饭
public void eatFood() {
XiaoLi xl = new XiaoLi();
//A调用B的方法
xl.washFace("大龙虾", this);//this指的是小明这个类实现的EatRice接口
}
@Override
public void eat(String food) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("小明和小李一起去吃" + food);
}
}
小李:
public class XiaoLi{//小李
public void washFace(String food,EatRice er) {
System.out.println("小李要洗漱");
//B调用了A的方法
er.eat(food);
}
}
测试Demo:
public class demo {
public static void main(String args[]) {
XiaoMing xm = new XiaoMing();
xm.eatFood();
}
}
测试结果：
这样子就通过接口的形式实现了软编码。通过接口的形式我可以实现小李洗漱完后，和小王一起去上网。代码如下
public class XiaoWang implements EatRice{//小王
//小王和小李一起去上网
public void eatFood() {
XiaoLi xl = new XiaoLi();
//A调用B的方法
xl.washFace("轻舞飞扬上网", this);
}
@Override
public void eat(String bar) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("小王和小李一起去" + bar);
}
}
实例三：Tom做题
数学老师让Tom做一道题，并且Tom做题期间数学老师不用盯着Tom，而是在玩手机，等Tom把题目做完后再把答案告诉老师。
1 数学老师需要Tom的一个引用，然后才能将题目发给Tom。
2 数学老师需要提供一个方法以便Tom做完题目以后能够将答案告诉他。
3 Tom需要数学老师的一个引用，以便Tom把答案给这位老师，而不是隔壁的体育老师。
回调接口，可以理解为老师接口
//回调指的是A调用B来做一件事，B做完以后将结果告诉给A，这期间A可以做别的事情。
//这个接口中有一个方法，意为B做完题目后告诉A时使用的方法。
//所以我们必须提供这个接口以便让B来回调。
//回调接口，
public interface CallBack {
void tellAnswer(int res);
}
数学老师类
//老师类实例化回调接口，即学生写完题目之后通过老师的提供的方法进行回调。
//那么学生如何调用到老师的方法呢，只要在学生类的方法中传入老师的引用即可。
//而老师需要指定学生答题，所以也要传入学生的实例。
public class Teacher implements CallBack{
private Student student;
Teacher(Student student) {
this.student = student;
}
void askProblem (Student student, Teacher teacher) {
//main方法是主线程运行，为了实现异步回调，这里开启一个线程来操作
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
student.resolveProblem(teacher);
}
}).start();
//老师让学生做题以后，等待学生回答的这段时间，可以做别的事，比如玩手机.\
//而不需要同步等待，这就是回调的好处。
//当然你可以说开启一个线程让学生做题就行了，但是这样无法让学生通知老师。
//需要另外的机制去实现通知过程。
// 当然，多线程中的future和callable也可以实现数据获取的功能。
for (int i = 1;i < 4;i ++) {
System.out.println("等学生回答问题的时候老师玩了 " + i + "秒的手机");
}
}
@Override
public void tellAnswer(int res) {
System.out.println("the answer is " + res);
}
}
学生接口
//学生的接口，解决问题的方法中要传入老师的引用，否则无法完成对具体实例的回调。
//写为接口的好处就是，很多个学生都可以实现这个接口，并且老师在提问题时可以通过
//传入List<Student>来聚合学生，十分方便。
public interface Student {
void resolveProblem (Teacher teacher);
}
学生Tom
public class Tom implements Student{
@Override
public void resolveProblem(Teacher teacher) {
try {
//学生思考了3秒后得到了答案，通过老师提供的回调方法告诉老师。
Thread.sleep(3000);
System.out.println("work out");
teacher.tellAnswer(111);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//测试
Student tom = new Tom();
Teacher lee = new Teacher(tom);
lee.askProblem(tom, lee);
//结果
// 等学生回答问题的时候老师玩了 1秒的手机
// 等学生回答问题的时候老师玩了 2秒的手机
// 等学生回答问题的时候老师玩了 3秒的手机
// work out
// the answer is 111
}
}
参考文章
https://blog.csdn.net/fengye454545/article/details/80198446
https://blog.csdn.net/xiaanming/article/details/8703708/
https://www.cnblogs.com/prayjourney/p/9667835.html
https://blog.csdn.net/qq_25652949/article/details/86572948
https://my.oschina.net/u/3703858/blog/1798627
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个人公众号：黄小斜
作者是 985 硕士，蚂蚁金服 JAVA 工程师，专注于 JAVA 后端技术栈：SpringBoot、MySQL、分布式、中间件、微服务，同时也懂点投资理财，偶尔讲点算法和计算机理论基础，坚持学习和写作，相信终身学习的力量！
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