Java非同步呼叫轉同步方法例項詳解
先說一下對非同步和同步的理解：
同步呼叫：呼叫方在呼叫過程中，持續等待返回結果。
非同步呼叫：呼叫方在呼叫過程中，不直接等待返回結果，而是執行其他任務，結果返回形式通常為回撥函式。
其實，兩者的區別還是很明顯的，這裡也不再細說，我們主要來說一下Java如何將非同步呼叫轉為同步。換句話說，就是需要在非同步
呼叫過程中，持續阻塞至獲得呼叫結果。
不賣關子，先列出五種方法，然後一一舉例說明：
- 使用wait和notify方法
- 使用條件鎖
- Future
- 使用CountDownLatch
- 使用CyclicBarrier
0.構造一個非同步呼叫
首先，寫demo需要先寫基礎設施，這裡的話主要是需要構造一個非同步呼叫模型。非同步呼叫類:
public class AsyncCall {
private Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
private ExecutorService tp = Executors.newSingleThreadExecutor();
//demo1,2,4,5呼叫方法
public void call(BaseDemo demo){
new Thread(()->{
long res = random.nextInt(10);
try {
Thread.sleep(res*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
demo.callback(res);
}).start();
}
//demo3呼叫方法
public Future<Long> futureCall(){
return tp.submit(()-> {
long res = random.nextInt(10);
try {
Thread.sleep(res*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return res;
});
}
public void shutdown(){
tp.shutdown();
}
}我們主要關心call方法，這個方法接收了一個demo引數，並且開啟了一個執行緒，線上程中執行具體的任務，並利用demo的callback方法進行回撥函式的呼叫。大家注意到了這裡的返回結果就是一個[0,10)的長整型，並且結果是幾，就讓執行緒sleep多久——這主要是為了更好地觀察實驗結果，模擬非同步呼叫過程中的處理時間。
至於futureCall和shutdown方法，以及執行緒池tp都是為了demo3利用Future來實現做準備的。
demo的基類:
public abstract class BaseDemo {
protected AsyncCall asyncCall = new AsyncCall();
public abstract void callback(long response);
public void call(){
System.out.println("發起呼叫");
asyncCall.call(this);
System.out.println("呼叫返回");
}
}BaseDemo非常簡單，裡面包含一個非同步呼叫類的例項，另外有一個call方法用於發起非同步呼叫，當然還有一個抽象方法callback需要每個demo去實現的——主要在回撥中進行相應的處理來達到非同步呼叫轉同步的目的。
1. 使用wait和notify方法
這個方法其實是利用了鎖機制，直接貼程式碼：
public class Demo1 extends BaseDemo{
private final Object lock = new Object();
@Override
public void callback(long response) {
System.out.println("得到結果");
System.out.println(response);
System.out.println("呼叫結束");
synchronized (lock) {
lock.notifyAll();
}
}
public static void main(String[] args) {
Demo1 demo1 = new Demo1();
demo1.call();
synchronized (demo1.lock){
try {
demo1.lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("主執行緒內容");
}
}
可以看到在發起呼叫後，主執行緒利用wait進行阻塞，等待回撥中呼叫notify或者notifyAll方法來進行喚醒。注意，和大家認知的一樣，這裡wait和notify都是需要先獲得物件的鎖的。在主執行緒中最後我們列印了一個內容，這也是用來驗證實驗結果的，如果沒有wait和notify，主執行緒內容會緊隨呼叫內容立刻列印；而像我們上面的程式碼，主執行緒內容會一直等待回撥函式呼叫結束才會進行列印。
沒有使用同步操作的情況下，列印結果：
發起呼叫
呼叫返回
主執行緒內容
得到結果
1
呼叫結束
而使用了同步操作後：
發起呼叫
呼叫返回
得到結果
9
呼叫結束
主執行緒內容
2. 使用條件鎖
和方法一的原理類似：
public class Demo2 extends BaseDemo {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition con = lock.newCondition();
@Override
public void callback(long response) {
System.out.println("得到結果");
System.out.println(response);
System.out.println("呼叫結束");
lock.lock();
try {
con.signal();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) {
Demo2 demo2 = new Demo2();
demo2.call();
demo2.lock.lock();
try {
demo2.con.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
demo2.lock.unlock();
}
System.out.println("主執行緒內容");
}
}
基本上和方法一沒什麼區別，只是這裡使用了條件鎖，兩者的鎖機制有所不同。
3. Future
使用Future的方法和之前不太一樣，我們呼叫的非同步方法也不一樣。
public class Demo3{
private AsyncCall asyncCall = new AsyncCall();
public Future<Long> call(){
Future<Long> future = asyncCall.futureCall();
asyncCall.shutdown();
return future;
}
public static void main(String[] args) {
Demo3 demo3 = new Demo3();
System.out.println("發起呼叫");
Future<Long> future = demo3.call();
System.out.println("返回結果");
while (!future.isDone() && !future.isCancelled());
try {
System.out.println(future.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主執行緒內容");
}
}
我們呼叫futureCall方法，方法中會想執行緒池tp提交一個Callable，然後返回一個Future，這個Future就是我們demo3中call中得到的，得到future物件之後就可以關閉執行緒池啦，呼叫asyncCall的shutdown方法。關於關閉執行緒池這裡有一點需要注意，我們回過頭來看看asyncCall的shutdown方法：
public void shutdown(){
tp.shutdown();
}
發現只是簡單呼叫了執行緒池的shutdown方法，然後我們說注意的點，這裡最好不要用tp的shutdownNow方法，該方法會試圖去中斷執行緒中中正在執行的任務；也就是說，如果使用該方法，有可能我們的future所對應的任務將被中斷，無法得到執行結果。
然後我們關注主執行緒中的內容，主執行緒的阻塞由我們自己來實現，通過future的isDone和isCancelled來判斷執行狀態，一直到執行完成或被取消。隨後，我們列印get到的結果。
4. 使用CountDownLatch
使用CountDownLatch或許是日常程式設計中最常見的一種了，也感覺是相對優雅的一種：
public class Demo4 extends BaseDemo{
private final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
@Override
public void callback(long response) {
System.out.println("得到結果");
System.out.println(response);
System.out.println("呼叫結束");
countDownLatch.countDown();
}
public static void main(String[] args) {
Demo4 demo4 = new Demo4();
demo4.call();
try {
demo4.countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主執行緒內容");
}
}
正如大家平時使用的那樣，此處在主執行緒中利用CountDownLatch的await方法進行阻塞，在回撥中利用countDown方法來使得其他執行緒await的部分得以繼續執行。
當然，這裡和demo1和demo2中都一樣，主執行緒中阻塞的部分，都可以設定一個超時時間，超時後可以不再阻塞。
5. 使用CyclicBarrier
public class Demo5 extends BaseDemo{
private CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2);
@Override
public void callback(long response) {
System.out.println("得到結果");
System.out.println(response);
System.out.println("呼叫結束");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Demo5 demo5 = new Demo5();
demo5.call();
try {
demo5.cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主執行緒內容");
}
}
大家注意一下，CyclicBarrier和CountDownLatch僅僅只是類似，兩者還是有一定區別的。比如，一個可以理解為做加法，等到加到這個數字後一起執行；一個則是減法，減到0繼續執行。一個是可以重複計數的；另一個不可以等等等等。
另外，使用CyclicBarrier的時候要注意兩點。第一點，初始化的時候，引數數字要設為2，因為非同步呼叫這裡是一個執行緒，而主執行緒是一個執行緒，兩個執行緒都await的時候才能繼續執行，這也是和CountDownLatch區別的部分。第二點，也是關於初始化引數的數值的，和這裡的demo無關，在平時程式設計的時候，需要比較小心，如果這個數值設定得很大，比執行緒池中的執行緒數都大，那麼就很容易引起死鎖了。
總結
綜上，就是本次需要說的幾種方法了。事實上，所有的方法都是同一個原理，也就是在呼叫的執行緒中進行阻塞等待結果，而在回撥中函式中進行阻塞狀態的解除。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。