发消息和消费这俩操作之间是异步

用户通过app发来一个请求，会被转换成消息发往MQ，等MQ返回结果后，将其返回至app。

给MQ发消息的线程是处理请求的线程t1，但消费MQ结果的线程不是t1，那t1如何等待MQ的返回结果呢？

class Message{String id;String content;
}// 发消息
void send(Message msg){...
}// MQ消息返回后会调用该方法
// 执行该方法的线程 并非 发消息的线程
void onMessage(Message msg){...
}// 处理app的请求
Respond handle(){// 创建消息Message msg = new Message("1","{...}");// 发消息send(msg);// t1如何等待MQ返回的消息呢？String result = ...;
}

问题也就是异步转同步。

什么是Guarded Suspension模式？

比如离职前，约好了同事吃最后的晚餐

网上预订了希尔顿一个包厢，然后直接过去了，到那儿后大堂经理看眼包厢，发现服务员还在收拾，通知我们：“包厢服务员正在收拾，wait。”
过一会，大堂经理发现已经收拾完了，于是马上带我们去包厢就餐。

【等待收拾完】和【等待MQ返回消息】本质相同，都是等一个条件：

就餐需要等待包间收拾完
程序需要等待MQ返回消息

那现实里是如何解决这类问题的呢？

大堂经理很重要，顾客是否等待，完全由他协调。
程序也需要这样一个大堂经理，即设计模式：Guarded Suspension，“保护性地暂停”。

【GuardedObject】：大堂经理
【受保护对象】：包厢
受保护对象的get()：我们就餐
p：就餐的前提，即包厢收拾好了
受保护对象的onChanged()：服务员把包厢收拾好了，通过onChanged() fire 一个事件，该事件往往能改变p的计算结果。
左侧线程：需要就餐的我们
右侧线程：收拾包厢的服务员

Guarded Suspension模式结构图

GuardedObject的内部实现是管程的一个经典用法：

class GuardedObject<T>{//受保护的对象T obj;final Lock lock = new ReentrantLock();final Condition done =lock.newCondition();final int timeout=1;//获取受保护对象  T get(Predicate<T> p) {lock.lock();try {// MESA管程推荐写法while(!p.test(obj)){// 通过条件变量的await()方法实现等待done.await(timeout, TimeUnit.SECONDS);}}catch(InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}finally{lock.unlock();}//返回非空的受保护对象return obj;}//事件通知方法// 通过条件变量的signalAll()方法实现唤醒功能void onChanged(T obj) {lock.lock();try {this.obj = obj;done.signalAll();} finally {lock.unlock();}}
}

扩展Guarded Suspension模式

Guarded Suspension“大堂经理”能否解决小灰同学遇到的问题。

在处理Web请求的方法handleWebReq()中，可以调用GuardedObject#get()实现等待；在MQ消息的消费方法onMessage()中，可调用GuardedObject#onChanged()实现唤醒。

// 处理浏览器请求
Respond handleWebReq(){// 创建一消息Message msg1 = new Message("1","{...}");// 发送消息send(msg1);// 利用GuardedObject实现等待GuardedObject<Message> go = new GuardObjec<>();Message r = go.get(t->t != null);
}void onMessage(Message msg){// 如何找到匹配的go？GuardedObject<Message> go=???go.onChanged(msg);
}

但问题是，handleWebReq()里创建了GuardedObject对象的实例go，并调用get()等待结果，那在onMessage()方法中，如何才能够找到匹配的GuardedObject对象呢？
这类似服务员告诉大堂经理某某包间已经收拾好了，大堂经理如何根据包间找到就餐的人。现实世界里，大堂经理的头脑中，有包间和就餐人之间的关系图，所以服务员说完之后大堂经理立刻就能把就餐人找出来。

参考大堂经理识别就餐人的办法，来扩展一下Guarded Suspension模式，从而使它能够很方便地解决小灰同学的问题。在小灰的程序中，每个发送到MQ的消息，都有一个唯一性的属性id，所以我们可以维护一个MQ消息id和GuardedObject对象实例的关系，这个关系可以类比大堂经理大脑里维护的包间和就餐人的关系。

如何实现呢？下面代码是扩展Guarded Suspension，扩展后的

GuardedObject内部维护了一个Map：

Key是MQ消息id
Value是GuardedObject对象实例

静态方法：

create()
创建一个GuardedObject对象实例，并根据key值将其加入到Map中
fireEvent()
模拟的大堂经理根据包间找就餐人的逻辑。

class GuardedObject<T>{//受保护的对象T obj;final Lock lock = new ReentrantLock();final Condition done =lock.newCondition();final int timeout=2;//保存所有GuardedObjectfinal static Map<Object, GuardedObject> gos=new ConcurrentHashMap<>();//静态方法创建GuardedObjectstatic <K> GuardedObject create(K key){GuardedObject go=new GuardedObject();gos.put(key, go);return go;}static <K, T> void fireEvent(K key, T obj){GuardedObject go=gos.remove(key);if (go != null){go.onChanged(obj);}}//获取受保护对象  T get(Predicate<T> p) {lock.lock();try {//MESA管程推荐写法while(!p.test(obj)){done.await(timeout, TimeUnit.SECONDS);}}catch(InterruptedException e){throw new RuntimeException(e);}finally{lock.unlock();}//返回非空的受保护对象return obj;}//事件通知方法void onChanged(T obj) {lock.lock();try {this.obj = obj;done.signalAll();} finally {lock.unlock();}}
}

这样利用扩展后的GuardedObject来解决小灰同学的问题就很简单了，代码如下：

//处理浏览器发来的请求
Respond handleWebReq(){int id=序号生成器.get();//创建一消息Message msg1 = new Message(id,"{...}");//创建GuardedObject实例GuardedObject<Message> go=GuardedObject.create(id);  //发送消息send(msg1);//等待MQ消息Message r = go.get(t->t != null);
}
void onMessage(Message msg){//唤醒等待的线程GuardedObject.fireEvent(msg.id, msg);
}

总结

Guarded Suspension模式本质上是一种等待唤醒机制，只不过Guarded Suspension模式将其规范化了。
规范化好处是你无需重头思考如何实现，也无需担心实现程序的可理解性问题，同时也能避免一不小心写出个Bug来。但Guarded Suspension模式在解决实际问题的时候，往往还是需要扩展的，扩展的方式有很多，本篇文章就直接对GuardedObject的功能进行了增强，Dubbo中DefaultFuture这个类也是采用的这种方式。

Guarded Suspension模式也常被称作Guarded Wait模式、Spin Lock模式（因为使用了while循环去等待），这些名字都很形象，不过它还有一个更形象的非官方名字：多线程版本的if。单线程场景中，if语句是不需要等待的，因为在只有一个线程的条件下，如果这个线程被阻塞，那就没有其他活动线程了，这意味着if判断条件的结果也不会发生变化了。但是多线程场景中，等待就变得有意义了，这种场景下，if判断条件的结果是可能发生变化的。所以，用“多线程版本的if”来理解这个模式会更简单。

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阿里P8级大佬详解并发编程里的设计模式之Guarded Suspension

Guarded Suspension模式结构图

扩展Guarded Suspension模式

总结

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