漫谈并发编程:Future模型(Java、Clojure、Scala多语言角度分析)

http://dantezhao.com/2017/04/23/concurrency-and-parallelism-future/

0x00 前言 其实Future模型离我们并不远,如果你接触过Spark、Hadoop这些优秀的开源项目,那么在运行程序的时候关注一下他们的输出日志,一不小心你就会发现Future的身影。

在并发编程领域有很多优秀的设计模式,比如常见的Producer-Consumer模式、Pipeline模式和Future模式,这些模式都有其适用的场景,并且能够高效地解决并发问题。 这篇文章会着重分享和Future模式相关的一些知识点。 文章结构 本文的结构如下: 先解释一下什么是Future模型 Java不可避免的是最流行的语言之一,因此我们会用Java自己实现一个Future的场景。 由于Java在concurrent包已经提供了对Future的支持,因此这里我们演示一下使用concurrent包的例子。 除了Java之外,很多语言已经在语言层面上对Future模型提供了支撑,这一部分我们用不同语言来演示Future模型。

0x01 Future模型简介 什么是Future模型?我们可以这样大致理解:Future模型是将异步请求和代理模式结合的产物。 为了方便理解,我们举一个场景来说明。还是假设我们是一个电商平台,用户在我们的网站下单。 如下图,用户操作的是客户端,它会向Future服务端发送数据,服务端会从后台的数据接口获取完整的订单数据,并响应用户。我们来模拟一下用户订单的行为。 用户挑完商品开始下单,这时客户端向服务器端发送请求1。 服务端根据客户端的信息,向后台获取完整的订单数据。这里做一个说明,比如用户客户端只发送了几个商品的id和数量,我们的服务端需要从后台数据库读取商家、商品、订单、库存等各种信息,最后拼成完整的一个订单返回。 步骤2会比较耗时,因此服务端直接返回给客户端一个伪造的数据,比如一个订单id。 客户端收到订单id后,开始检查订单信息,比如检查一下商品数量是否正确。注意: 这里如果需要付款的话,就要等到最后订单数据的返回,也就是真实的数据返回。如果数据没有返回,就要一直等待,直到返回。 这时候完整的订单信息拼接完成了,返回了订单的完整数据,用户付款并完成这个订单。

0x02 自己实现一个 这一部分我们用Java代码实现一个Future模型。 代码结构 如图,代码分下面几部分:

IData接口定义了一个数据接口,FutureData和RealData都实现了这个接口。

FutureData是对RealData的包装,是dui真实数据的一个代理,封装了获取真实数据的等待过程。它们都实现了共同的接口,所以,针对客户端程序组是没有区别的。

Client类向Server发送数据的请求,Sever会先返回一个Future给Client,Client收到数据后开始执行别的操作。

等RealData的数据完成后,会将数据返回给Client。这里的返回操作是在FutureData的getResult()。

因为在FutureData中的notifyAll和wait函数,主程序会等待组装完成后再会继续主进程,也就是如果没有组装完成,main函数会一直等待。

这里只做一个简单的介绍,代码中会详细解释。

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