java异步回调历程

java I/O的经历了BIO(Blocking IO),NIO(Non-blocking IO),AIO(Async-I/O)，这些IO技术的发展都是依托已java版本的更新。
本文主要研究一下java的异步回调机制，
主要针对juc包下的Future,Callable，FutureTask，更多关于java I/O历程。

**业务场景 **
假定我们有这样一个业务场景，烧一壶开水，烧一壶开水有如下几个步骤：

加水
打开煤气
烧水ing—(比较耗时的动作)
观察，烧水完成
最后水开之后，关闭煤气

AbstractBoilWater

public abstract class AbstractBoilWater {protected volatile boolean isReadyFlag = false;protected void a_addWater() {System.out.println("1.加水");}protected void b_on() {System.out.println("2.打开煤气");}protected void c_boiling() throws Exception {System.out.println("3-1.烧水中.....");Thread.sleep(5000); //模拟烧水的过程，比较耗时System.out.println("3-2.水开了");isReadyFlag = true;}protected void d_off() {System.out.println("4.关闭煤气");}//烧水方法public abstract void make() throws Exception;protected void playGame() throws Exception {Thread.sleep(1200);if (!isReadyFlag) {System.out.println("水还没烧开,玩一把游戏");}}}

编写一个抽象类AbstractBoilWater，
其中c_boiling()模拟一个烧水的过程，比较耗时；
提供一个抽象方法make(),各个子类通过重写该方法，用自己的方式来花式烧水。

方法一：同步等待
方法一的实现步骤如下：

a.加入适量的水
b.打开煤气
c.暗中观察,等待水烧开 —同步阻塞等待
d.关闭煤气

代码一

public class BioBoilWater extends AbstractBoilWater{@Overridepublic void make() throws Exception {a_addWater();b_on();c_boiling();//同步阻塞等待d_off();}
}

，由代码可见在烧水的过程中，一直在同步阻塞等待，烧水的这一段时间就白白浪费了。

方法二：Future,Callable-异步执行，同步回调

a.加入适量的水
b.打开煤气 — 老鸟有一定的经验,目测20分钟之后可以烧开，
c.playGame// 打一局小游戏
d.观察水是否烧开烧开
e.关闭煤气

方法二代码

public class NioBoilWater extends AbstractBoilWater{@Overridepublic void make() throws Exception {ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();a_addWater();b_on();Future<Integer> future = executor.submit(new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {c_boiling();return 1;}});executor.shutdown();while(!future.isDone()){playGame();//烧水过程中，玩一局游戏}int a = future.get(); //同步阻塞等待d_off();}
}

启动一个新的线程去执行c_boiling(),执行过程中，无需同步的阻塞等待，可以去做一些其他一些有意思的事，打游戏playGame(); 最终使用future.get()，这是一个同步阻塞的操作，等待Callable事件完成。
这里注意的一点：Future只能用线程池去调用执行。
Future源码解析

public interface Future<V> {//终止当前任务boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);//Returns {@code true} if this task was cancelled before it completedboolean isCancelled();//正常完成，异常，cancel;boolean isDone();/*** Waits if necessary for the computation to complete, and then* retrieves its result.** @return the computed result* @throws CancellationException if the computation was cancelled* @throws ExecutionException if the computation threw an* exception* @throws InterruptedException if the current thread was interrupted* while waiting*/V get() throws InterruptedException, ExecutionException;//阻塞--最大等待时间V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

方法三：FutureTask-异步执行，异步回调

a.加入适量的水
b.打开煤气
c.playGame // 打一局小游戏
d.主动提醒，水已烧开 ---- //主动通知-回调
e.关闭煤气

方法三代码

public class AioBoilWater extends AbstractBoilWater {@Overridepublic void make() throws Exception {a_addWater();b_on();FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask(() -> {c_boiling();return 1;}){//当futureTask执行完之后,调用done()@Overrideprotected void done() {d_off();}};new Thread(futureTask).start();while(!futureTask.isDone()){playGame();}
//      futureTask.get();//阻塞，Thread.sleep(5000);}
}

FutureTask源码分析

，FutureTask实现了Future和Runnable接口，它可以不适用线程池，直接通过线程启动。
它最大的特点是，它有一个done()回调函数,当前任务状态为isDone时，触发。

  protected void done() {}

方法四：CompletableFuture-异步执行，异步回调
使用jdk8新特性：CompletableFuture

public class CompletableFutureBiolWater extends AbstractBoilWater {@Overridepublic void make() throws Exception {a_addWater();b_on();CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {c_boiling();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return 1;});//注册事件“监听”future.whenComplete((v, e) -> {/* System.out.println(v);System.out.println(e);*/d_off();});while (!future.isDone()) {playGame();}}
}

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