Promise-在Java中以同步的方式异步编程
Promise使用commonJs规范中的一中异步编程解决方案，比传统的解决方案—回调函数和事件—更合理和更强大。
在java中，多线程编程相对来说是一件比较麻烦的事情，虽然在java concurrent
包中提供了一系列工具，但是我们想知道线程何时结束、获取线程执行结果、异常处理一直是件比较麻烦的事。 future.get()
会阻塞当前线程。Goolge-Guava Concurrent中的Service和ServiceManager很好地解决了这一问题，但是使用繁琐。某些时候我们需要线程a结束后，拿到线程a的结果立即执行线程b，可能会使用guava的ListenableFuture添加监听，可能得逻辑如下
public static void main(String[] args) throws Exception{
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1);
ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(pool);
MoreExecutors.addDelayedShutdownHook(service,3,TimeUnit.SECONDS);
ListenableFuture<Integer> listenableFuture = service.submit(()->{
Random random = new Random();
int i=0;
while (i<3){
i++;
Console.log(random.nextInt(100));
Thread.sleep(100);
}
return random.nextInt(100);
});
Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback<Integer>() {
@Override
public void onSuccess(@Nullable Integer result) {
Console.log("执行结果："+result);
//执行线程b
.....
Console.log("执行线程b");
.....
}
@Override
public void onFailure(Throwable t) {
Console.log("线程执行发生错误");
t.printStackTrace();
}
});
Console.log("主程序结束了");
}
输出结果
主程序结束了 47 62 48 执行结果：33 执行线程b
可以看到线程b的执行是嵌套在线程a的成功回调中的，然后线程b又是一个回调，做前端的知道ajax的回调地狱是多么痛苦和复杂
ajax(xxx,function(r1){
ajax(xxx,function(r2)){
ajax(xxx,function(r3){
})
}
})
在上面java例子中，“主程序结束了”最先被打印，假如需要在springMVC的controller中返回线程b的执行结果，意味着需要在线程b执行结束前阻塞当前线程，这又该怎么做?如果以后需求变化，需要线程a和线程a1共同的执行结果去执行线程b，那改动会相当麻烦。
在前端开发中，也经常会遇到同样的问题，commonJs提出的Promise A+规范就很好地解决了这一个问题，ES6已经实现了这个规范。
- Promise A+规范
- ES6 Promise对象
java Promise
java promise是一个开源项目，github地址： promise
是Promise A+规范的java实现版本，使用Promise可以很好地解决上面例子的监听回调问题，以第一个例子为例，用java Promise实现如下
ExecutorService pool = Promise.pool(1);
IPromise promiseA = new Promise.Builder().pool(pool).promiseHanler(executor -> {
//PromiseA的业务逻辑
Random random = new Random();
int i=0;
while (i<3){
i++;
System.out.println(random.nextInt(100));
Thread.sleep(100);
}
return random.nextInt(100);
}).build();
promiseA.then(resultA -> {//PromiseA的成功回调
//在promiseA的回调中创建PromiseB
IPromise promiseB = new Promise.Builder().pool(pool).externalInput(resultA)
.promiseHanler(executor -> {
//promiseB的业务逻辑
String bResult = "b:"+executor.getExternalInput();
return bResult;
}).build();
//返回PromiseB
return promiseB;
}).then(resultB -> {//PromiseB的成功回调
System.out.println(resultB);
return resultB;
}).pCatch(e->{//捕获PromiseA和PromiseB的异常
e.printStackTrace();
return null;
});
pool.shutdown();
System.out.println("主程序结束了");
打印结果如下
65 97 85 b:24 主程序结束了
从上面可以看到PromiseA和PromiseB是链式调用的，在promiseA的回调中创建并返回了promiseB，但是promiseB的回调是在外层调用的，假如需要顺序执行a->b-c->d四个线程，调用顺序如下
new PromiseA() .then(dataA->new PromiseB())//A的回调 .then(dataB->new PromiseC())//B的回调 .then(dataC->new PromiseD())//C的回调 .then(dataD->xxx)//D的回调 .pCatch(error->xxxx)//捕获中间可能产生的异常
Docs
promise规范
promise规范可以参考Promise A+规范。其中ES6 Promise对象 在Promise A+规范上做了一些补充。java promise在使用上基本与ES6 Promise对象保持一致，部分地方有些许不同，后面会做出说明。 Promise的三个状态
- pending:等待态，对应线程未执行或执行中
- fulfilled:完成态，对应线程正常执行完毕，其执行结果称为 终值
-
rejected:拒绝态，对应线程异常结束，其异常原因称为 拒因
状态转移只能由pending->fulfilled或pending->rejected，状态一旦发生转移无法再次改变。
Promise
Promise是IPromise的实现，Promise实例一经创建，将立即异步执行，部分接口如下
IPromise then(OnFulfilledExecutor onFulfilledExecutor)
- 如果当前promise处于pending状态，阻塞当前线程，等待promise状态转变为fulfilled或rejected
-
如果处于fulfilled状态，执行onFulfilledExecutor.onFulfilled(resolvedData)回调。
- 如果回调返回一个Promise对象a，以a作为then方法的返回值，如果回调返回一个普通对象obj，以obj作为终值、状态为fulfilled包装一个新Promise作为then方法的返回值
- 如果执行回调过程中产生异常e,返回一个以e作为拒因、状态为rejected的新Promise，并拒绝执行接下来的所有Promise直到遇到pCatch。
-
如果处于rejected状态，执行onRejectedExecutor.onRejected(rejectReason)回调，返回一个以当前promise的异常作为拒因、状态为rejected的新Promise，并拒绝执行接下来的所有Promise直到遇到pCatch或pFinally
参数：
IPromise pCatch(OnCatchedExecutor onCatchedExecutor);
then(null,onRejectedExecutor)的别名，但返回不同于then，出现异常时可以选择不拒绝接下来Promise的执行，可用于异常修正，类似于try{}catch{}
该方法会尝试捕获当前promise的异常,最终返回一个新Promise,当被捕获Promise处于不同的状态时有不同的行为
- pending：阻塞当前线程，等待pending转变为fulfilled或rejected，行为同then
- fulfilled：不执行回调，以当前Promise终值和状态返回一个全新的Promise
-
rejected：执行onCatched(Throwable catchReason)回调。
- 如果onCatched方法返回一个Promise，以这个Promise作为最终返回。
- 如果onCatched方法返回一个非Promise对象obj，以obj作为终值、fulfilled状态返回一个全新的对象。
- 如果执行回调过程中产生异常e，以e为拒因、状态为rejected返回一个新的Promise，并拒绝执行接下来的所有Promise直到再次遇到pCatch
void listen(OnCompleteListener onCompleteListener);
指定一个监听器，在promise状态转为fulfilled或rejected调用，该方法不会阻塞线程执行，可以多次调用指定多个监听器
void pFinally(OnCompleteListener onCompleteListener);
listen的别名，行为同listen
Status getStatus()
获取promise的当前状态
Object getResolvedData()
获取promise fulfilled状态下的终值，其余状态下时为null
Throwable getRejectedData()
获取promise rejected状态下的拒因，其余状态下为null
Future getFuture()
获取promise对应异步任务的future
boolean cancel()
尝试取消promise对应的异步任务，底层调用future.cancel(true)。fulfilled或rejected状态下无效。
Promise.Builder
Promise对象生成器
Builder pool(ExecutorService threadPool)
指定一个线程池用于执行promise任务,如果不指定，每一个promise都将启动一个线程
Builder promiseHanler(PromiseHandler promiseExecutor)
指定promise执行器,在promiseHanler的run方法中实现线程的具体业务逻辑，注意==promise对象一经创建，将立即执行其中的逻辑==
Builder externalInput(Object externalInput)
向Promise注入一个外部参数，可以在指定PromiseHandler时通过PromiseExecutor.getExternalInput()获取
int i = 3;
IPromise p = new Promise.Builder()
.externalInput(i).promiseHanler(new PromiseHandler() {
public Object run(PromiseExecutor executor) {
Integer args = (Integer) executor.getExternalInput();
return args*2;
}
}).build();
Builder promise(IPromise promise)
指定一个promise x，使当前promise接受 x 的状态
- 如果 x 处于pending， 当前promise 需保持为pending直至 x 转为fulfilled或rejected
- 如果 x 处于fulfilled，用x的终值值执行当前promise，可以在指定PromiseHandler时通过PromiseExecutor.getPromiseInput()获取
- 如果 x 处于拒绝态，用相同的据因拒绝当前promise执行
ExecutorService fixedPool = Promise.pool(1);
IPromise promise1 = new Promise.Builder().pool(fixedPool).promiseHanler(executor->3).build();
IPromise promise2 = new Promise.Builder().pool(fixedPool)
.promise(promise1)
.promiseHanler(executor->4+(Integer) executor.getPromiseInput())
.build()
.then(resolvedData->{
System.out.println(resolvedData);
return resolvedData;
}, rejectedReason-> rejectedReason.printStackTrace());
最终结果返回7,。如果promise1在执行过程中抛出异常e，promise2将被拒绝执行，将会以e作为拒因，状态为rejected返回一个新的Promise，最终会执行 rejectedReason-> rejectedReason.printStackTrace()
回调。
IPromise build()
创建一个Promise实例
Promise的静态方法
static IPromise all(IPromise ...promises)
将多个 Promise 实例p1,...pn，包装成一个新的 Promise 实例 p,只有当p1-pn的状态都转为fulfilled时，p的状态才为fulfilled，此时p1-pn的返回值包装为一个数组Object[r1,...rn]作为p的终值。
只要p1-pn中任意一个被rejected，p的状态就转为rejected，将第一个被rejected的promise的拒因作为p的拒因，并尝试取消其余promise的执行(内部调用future.cancel(true))
static IPromise race(IPromise ...promises)
将多个 Promise p1,...pn实例，包装成一个新的 Promise 实例 p，只要p1-pn有一个状态发生改变，p的状态立即改变。并尝试取消其余promise的执行(内部调用future.cancel(true))
第一个改变的promise的状态和数据作为p的状态和数据
static IPromise resolve()
创建一个终值为null、fulfilled状态的promise
static IPromise resolve(Object object)
创建一个终值为object、fulfilled状态的promise
static IPromise resolve(Object object,List args)
将object的then方法以异步方式执行，then方法的执行结果作为Promise的终值
static IPromise resolve(Object object,String methodName,List args)
将object的指定方法以异步方式执行，该方法的执行结果作为Promise的终值，目标方法的参数必须按顺序包含在List中，如object.doSomething(int a,Map b)，用resolve执行为
List args = new ArrayList() args.add(1); args.add(map) Promise.resolve(object,"doSomething",args);
static IPromise reject(Object reason)
创建一个拒因为reason、rejected状态的promise
static IPromise pTry(Object object,String methodName,List args)
将object的指定方法以同步方式执行，该方法的执行结果作为Promise的终值，如果object为IPromise实例，将忽略methodName和args参数，异步执行该实例。
该方法是以Promise统一处理同步和异步方法，不管object是同步操作还是异步操作，都可以使用then指定下一步流程,用pCatch方法捕获异常,避免开发中出现以下情况
try{
object.doSomething(args1,args2);//可能会抛出异常
promise.then(resolvedData->{
//一些逻辑
}).then(resolvedData->{
//一些逻辑
}).pCatch(e->{
//异常处理逻辑
})
}catch(Exception e){
//异常处理逻辑
}
使用pTry，可以简化异常处理
List args = new ArrayList(){args1,args2};
Promise.pTry(object,"doSomething",args)
.then(resolvedData->{
//一些逻辑
}).then(resolvedData->{
//一些逻辑
}).pCatch(e->{
//异常处理逻辑
})
PromiseHandler
定义异步逻辑的接口
Object run(PromiseExecutor executor)throws Exception;
run方法中实现具体的业务逻辑,最终run方式是在线程的call方法执行，如果run方法中含有wait、sleep...等锁操作，可能需要自行处理 InterruptedException
。因为该线程可能被外部调用cancel()或interrupt()方法
PromiseExecutor
promise状态处理
void resolve(final Object args)
将Promise对象的状态从“未完成”变为“成功”（即从pending变为fulfilled）。注意该方法一经调用，promise状态将不可改变，如下例，在调用executor.resolve(3);后，return之前抛出一个异常，promise的状态依旧是fulfilled，终值为3。
new Promise.Builder().promiseHanler(new PromiseHandler(){
@Override
public Object run(PromiseExecutor executor) {
executor.resolve(3);
throw new RuntimeException("error");
return null;
}
}).build()
在run方法中executor.resolve(3)等同于return 3
@Override
public Object run(PromiseExecutor executor) {
return 3;
}
大多数情况下建议直接使用return返回promise的终值。
void reject(final Throwable args)
将Promise对象的状态从“未完成”变为“失败”（即从pending变为fulfilled）
Object getExternalInput()
获取通过 new Promise.Builder().externalInput(Object externalInput)
方法注入的参数，具体参考 Promise.Builder#externalInput(Object externalInput)
Object getPromiseInput()
获内部promise的执行结果。通过new Promise.Builder().promise(promise1)指定的promise1的执行结果。具体参考 Promise.Builder#promise(IPromise promise)
OnFulfilledExecutor
fulfilled回调接口
Object onFulfilled(Object resolvedData)throws Exception;
状态转为fulfilled时的回调，返回值可以是IPromise实例或普通对象。如果object是IPromise实例，object作为then方法的返回值，如果object是个普通对象，以object作为终值、状态为fulfilled包装一个新Promise作为then方法的返回值
OnRejectedExecutor
rejected回调接口
void onRejected(Throwable rejectReason)throws Exception;
当Promise转变为rejected状态时的回调
OnCatchedExecutor
rejected回调接口
Object onCatched(Throwable catchReason)throws Exception;
当发生异常时的回调,最终返回一个Promise或普通对象，如果是一个普通对象，这个对象将作为下一个Promise的终值
OnCompleteListener
void listen(Object resolvedData,Throwable e);
当Promise执行结束时的回调(无论是fulfilled还是rejected)
- resolvedData fulfilled状态时的终值，rejected状态时为null
- e rejected状态时的异常信息,fulfilled状态时为null
示例
示例1：基本使用
new Promise.Builder().promiseHanler(new PromiseHandler(){
@Override
public Object run(PromiseExecutor executor) {
executor.resolve(3);//返回异步执行结果3
return null;
}
}).build().then(new OnFulfilledExecutor() {
@Override
public Object onFulfilled(Object resolvedData) {
Integer i = ((Integer)resolvedData)+1;//获取上一个promsie执行结果3,执行+1
System.out.println(i);//输出执行结果4
//创建一个新的promise，将3作为该promise的输入
IPromise p = new Promise.Builder().externalInput(i).promiseHanler(new PromiseHandler() {
@Override
public Object run(PromiseExecutor executor) {
//获取外部输入4
Integer args = (Integer) executor.getExternalInput();
executor.resolve(args*2);//执行 4x2
return null;
}
}).build();
return p;//返回该promise p
}
})
.then(new OnFulfilledExecutor() {//执行p的回调
@Override
public Object onFulfilled(Object args) {
System.out.println(args);//输出p的执行结果
return args;
}
}, new OnRejectedExecutor() {//捕获可能出现的异常
@Override
public void onRejected(Throwable rejectedReason) throws Exception {
rejectedReason.printStackTrace();
}
});
结果
示例2
ExecutorService fixedPool = Promise.pool(1);//创建一个线程池
//创建promise1
IPromise promise1 = new Promise.Builder().pool(fixedPool).promiseHanler(executor->3).build();
//创建promise2
IPromise promise2 = new Promise.Builder().pool(fixedPool)
.promise(promise1)//让promise2接受promise1的状态，优先执行promise1
.promiseHanler(executor->{
//获取promise1的执行结果，执行promise2的逻辑
return 4+(Integer) executor.getPromiseInput();
})
.build()
.then(resolvedData->{
System.out.println(resolvedData);//打印promise2的执行结果
return resolvedData;
}, rejectedReason-> rejectedReason.printStackTrace());
System.out.println("end");
fixedPool.shutdown();
结果
7 end
示例3：错误处理
new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> 3).build().then(resolvedData->{
System.out.println("a:"+resolvedData);
return new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> {
executor.reject(new RuntimeException("err"));//抛出异常
return null;
}).build();
}).then(resolvedData1 -> {//fulfilled回调
System.out.println("b:"+resolvedData1);
return resolvedData1;
},rejectReason -> {//rejected回调
System.err.println("c:"+rejectReason);
});
结果
a:3 c:java.lang.RuntimeException: err
示例4：pCatch
new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> 0).build()
.then(res0->{
System.out.println("a:"+res0);//输出 a:0
Thread.sleep(100);
return 1;//返回1
}).then(res1 -> {
throw new RuntimeException("throw error");//抛出异常
}).then(res2->{
Thread.sleep(100);
System.out.println("b:"+res2);
return 2;
}).pCatch(e->{
Thread.sleep(100);
System.out.println("c:");//输出c:
e.printStackTrace();
return 3;
}).then(res3->{
Thread.sleep(100);
System.out.println("d:"+res3);//输出d:3
return 4;
});
结果
a:0 c: runtimeException:throw error d:3
从上面结果可以看出,在res1出抛出异常后，拒绝了res2处的执行，被pCatch捕获,pCatch返回3,被包装成终值为3、fulfilled状态的promise，在res3打印d:3。
示例5：Promise.all(IPromise ...promises)
IPromise p1 = new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> {
Thread.sleep(1000);
return 1;
}).build();
IPromise p2 = new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> {
Thread.sleep(4000);
return 2;
}).build();
IPromise p3 = new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> {
Thread.sleep(2000);
return 3;
}).build();
long s = System.currentTimeMillis();
Promise.all(p1,p2,p3).then(resolvedData -> {
Object[] datas = (Object[])resolvedData;
for(Object d:datas){
System.out.println(d);
}
return null;
},e->e.printStackTrace());
System.out.println("耗时："+(System.currentTimeMillis()-s));
结果
1 2 3 耗时：4033
示例6：线程取消
Map<String,Boolean> p1Flag = new HashMap<>();
p1Flag.put("flag",true);
IPromise p1 = new Promise.Builder().externalInput(p1Flag).promiseHanler(executor -> {
while (((Map<String,Boolean>)executor.getExternalInput()).get("flag")){
//do something
System.out.println("p1 正在执行任务");
}
System.out.println("p1任务完成，正常结束");
return 1;
}).build();
IPromise p2 = new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> {
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()){
System.out.println("执行p2正常逻辑");
}
System.err.println("p2线程被取消");
return 2;
}).build();
IPromise p3 = new Promise.Builder().promiseHanler(executor -> {
Thread.sleep(10);
throw new RuntimeException("p3抛出异常");
}).build();
IPromise p4 = new Promise.Builder().finalPromise("4",true).build();
long s = System.currentTimeMillis();
Promise.all(p1,p2,p3,p4).then(resolvedData -> {
Object[] datas = (Object[])resolvedData;
for(Object d:datas){
System.out.println(d);
}
return null;
},e->e.printStackTrace());
System.out.println("耗时："+(System.currentTimeMillis()-s));
p1Flag.put("flag",false);
可能的结果如下
p1 正在执行任务 p1 正在执行任务 执行p2正常逻辑 执行p2正常逻辑 p1 正在执行任务 runtimeException：p3抛出异常 p2线程被取消 p1 正在执行任务 p1 正在执行任务 p1 正在执行任务 p1任务完成，正常结束
从上面结果可以看出，开始p1和p2都在正常执行，当p3抛出异常后，Promise.all方法立即返回p3的异常并打印，同时取消p1和p2的执行，由于p2判断了线程状态 Thread.currentThread().isInterrupted()
,所以p2执行了正常的退出逻辑。p1仍然在执行，并没有被取消掉，最后打印p1任务完成，正常结束是因为程序末尾执行了 p1Flag.put("flag",false);
，否则p1会永远循环打印。
示例7：同步方法异步执行
public class ThenTest {
public Integer then(int a,int b){
//打印当前执行现场名称
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
return a+b;
}
public static void main(String[] args){
//打印主线程名称
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
List arg = new ArrayList<>();
arg.add(1);
arg.add(2);
//将ThenTest实例then方法异步执行
Promise.resolve(new ThenTest(),arg).then(resolvedData -> {
System.out.println(resolvedData);
return resolvedData;
}).pCatch(e->{
e.printStackTrace();
return 1;
});
}
}
结果
main promise-thread-0 3
正文到此结束
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