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：

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         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：

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         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：

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         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：

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         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。