Netty篇:异步调用之Future与Promise源码分析


概述


         Netty的网络操作都是异步的,在前面Netty的源码分析中看到,Netty使用了大量的异步回调处理模式,经常会看到返回一个ChannelFuture实例,然后通过这个实例获取I/O操作的结果或状态。

         java中提供了java.util.concurrent.Future接口,用于执行异步操作。Netty继承和扩展了JDK Future系列异步回调的API,对原有的接口进行了增强,是Netty异步任务能够以非阻塞的方式处理回调结果,同时引入了一个新接口GenericFutureListener来封装异步非阻塞回调,有一个需要自己实现的回调方法operationComplete,异步任务执行完后,会回调此方法。

         由于Future自身没有写相关的接口,Netty通过Promise对Future进行了扩展,用于主动设置I/O操作的结果,其实现逻辑主要在DefaultPromise类中。



DefaultPromise源码分析


         Netty中返回的ChannelFuture实例,主要是DefaultPromise的实现类的实例,比如DefaultChannelPromise、PendingRegistrationPromise等,其主要方法的实现都在DefaultPromise中,DefaultPromise继承关系如下图:

在这里插入图片描述

         Future定义了主要接口,Promise扩展了主动操作的接口,AbstractFuture实现了默认get方法以及带超时get的方法(但是DefaultPromise又重写了这两个方法),DefaultPromise对定义的接口做了具体的实现。


addListener方法


         添加回调类方法实现如下:

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         获得锁,调用addListener0(listener)添加回调类到一个DefaultFutureListeners实例维护的GenericFutureListener数组中。然后判断任务是否已经执行完毕,如果执行完毕直接调用notifyListeners()执行所添加GenericFutureListener的回调函数。notifyListeners()实现如下:

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         依旧是判断当前线程是不是EventLoop线程,如果不是或者栈深度超过了阈值,添加到executor对应线程的任务队列中等待轮询执行。是的话直接调用notifyListenersNow()方法(调用之前的代码主要实现了对监听器调用栈深度的保护,防止因深度过大导致栈溢出,参考Issue-5302)。notifyListenersNow()方法代码如下:

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         将listeners置为null(for(;;)循环为了处理执行过程中又有新的listeners添加进来的情况),之后循环GenericFutureListener数组,调用其operationComplete方法,即我们自己实现的回调方法。



get方法


         promise的get方法会阻塞当前线程等待异步任务执行结果,主要实现有默认实现和设置了超时时间的实现两种,代码如下:


在这里插入图片描述

         主要逻辑是如果未执行完成则调用await()方法阻塞当前线程,await方法实现如下:

在这里插入图片描述

         在异步任务未完成的情况下,获得锁,等待线程数+1,然后阻塞当前线程。在此之前还有一个死锁检测,主要是判断当前线程是不是EventLoop线程,如果是直接抛出异常。因为promise主要依赖于EventLoop线程上执行的任务,如果阻塞了EventLoop线程,相当于自己把自己挂死了,永远不可能完成。



setSuccess方法


         设置结果方法setSuccess与setFailure实现相似,此处以setSuccess()方法为例:

在这里插入图片描述

         实现比较简单,设置结果然后判断是否有阻塞等待的线程,如果有则全部唤醒,如果listeners不为空则调用notifyListeners()方法,notifyListeners()方法已经介绍过,不再赘述。


         几个主要方法实现已经介绍完毕,其他方法实现或者类似,或者比较简单,不再赘述。


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