Netty4之Future/Promise异步模型

         在并发编程中，我们通常会用到一组非阻塞的模型：Promise，Future 和 Callback。其中的 Future 表示一个可能还没有实际完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加 Callback 以便在任务执行成功或失败后做出对应的操作，而 Promise 交由任务执行者，任务执行者通过 Promise 可以标记任务完成或者失败。 可以说这一套模型是很多异步非阻塞架构的基础。Netty 4中正提供了这种Future/Promise异步模型。

         Netty文档说明Netty的网络操作都是异步的， 在源码上大量使用了Future/Promise模型，在Netty里面也是这样定义的：

• Future接口定义了isSuccess(),isCancellable(),cause(),这些判断异步执行状态的方法。（read-only）

• Promise接口在extneds future的基础上增加了setSuccess(), setFailure()这些方法。（writable）

java.util.concurrent.Future是Java提供的接口，表示异步执行的状态，Future的get方法会判断任务是否执行完成，如果完成就返回结果，否则阻塞线程，直到任务完成。

// Java FutureTask.get()

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        int s = state;
        if (s <= COMPLETING)
            s = awaitDone(false, 0L);
        return report(s);
    }

Netty扩展了Java的Future，最主要的改进就是增加了监听器Listener接口，通过监听器可以让异步执行更加有效率，不需要通过get来等待异步执行结束，而是通过监听器回调来精确地控制异步执行结束的时间点。

public interface Future extends java.util.concurrent.Future {

    boolean isSuccess();

    boolean isCancellable();

    Throwable cause();

    Future addListener(GenericFutureListenerextends Futuresuper V>> listener);

    Future addListeners(GenericFutureListenerextends Futuresuper V>>... listeners);

    Future removeListener(GenericFutureListenerextends Futuresuper V>> listener);

    Future removeListeners(GenericFutureListenerextends Futuresuper V>>... listeners);

    Future sync() throws InterruptedException;

    Future syncUninterruptibly();

    Future await() throws InterruptedException;

    Future awaitUninterruptibly();

    boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

    boolean await(long timeoutMillis) throws InterruptedException;

    boolean awaitUninterruptibly(long timeout, TimeUnit unit);

    boolean awaitUninterruptibly(long timeoutMillis);

    V getNow();

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
}

ChannelFuture接口扩展了Netty的Future接口，表示一种没有返回值的异步调用，同时关联了Channel，跟一个Channel绑定

public interface ChannelFuture extends Future {

    Channel channel();

    @Override
    ChannelFuture addListener(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>> listener);

    @Override
    ChannelFuture addListeners(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>>... listeners);

    @Override
    ChannelFuture removeListener(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>> listener);

    @Override
    ChannelFuture removeListeners(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>>... listeners);

    @Override
    ChannelFuture sync() throws InterruptedException;

    @Override
    ChannelFuture syncUninterruptibly();

    @Override
    ChannelFuture await() throws InterruptedException;

    @Override
    ChannelFuture awaitUninterruptibly();
}

Promise接口也扩展了Future接口，它表示一种可写的Future，就是可以设置异步执行的结果

public interface Promise extends Future {

    Promise setSuccess(V result);

    boolean trySuccess(V result);

    Promise setFailure(Throwable cause);

    boolean tryFailure(Throwable cause);
}

ChannelPromise接口扩展了Promise和ChannelFuture，绑定了Channel，又可写异步执行结构，又具备了监听者的功能，是Netty实际编程使用的表示异步执行的接口

public interface ChannelPromise extends ChannelFuture, Promise {

    @Override
    Channel channel();

    @Override
    ChannelPromise setSuccess(Void result);

    ChannelPromise setSuccess();

    boolean trySuccess();

    @Override
    ChannelPromise setFailure(Throwable cause);

    @Override
    ChannelPromise addListener(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>> listener);

    @Override
    ChannelPromise addListeners(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>>... listeners);

    @Override
    ChannelPromise removeListener(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>> listener);

    @Override
    ChannelPromise removeListeners(GenericFutureListenerextends Futuresuper Void>>... listeners);

    @Override
    ChannelPromise sync() throws InterruptedException;

    @Override
    ChannelPromise syncUninterruptibly();

    @Override
    ChannelPromise await() throws InterruptedException;

    @Override
    ChannelPromise awaitUninterruptibly();
}

DefaultChannelPromise是ChannelPromise的实现类，它是实际运行时的Promoise实例。Channel接口提供了newPromise接口，表示Channel要创建一个异步执行的动作

public interface Channel extends AttributeMap, Comparable {
    ChannelPromise newPromise();
}

public abstract class AbstractChannel extends DefaultAttributeMap implements Channel {
    public ChannelPromise newPromise() {
        return new DefaultChannelPromise(this);
    }
}

Netty推荐使用addListener的方式来回调异步执行的结果，这种方式优于Future.get，能够更精确地把握异步执行结束的时间。