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netty中的操作是异步操作,需要使用future来表示异步操作的结果。netty在jdk中的future的基础上进行了扩展。接下来采用自顶向下的方式对future和promise的源码进行分析:

clipboard.png

(一)jdk中future和netty中future的比较

jdk中future:

// 取消异步操作
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
// 异步操作是否取消
boolean isCancelled();
// 异步操作是否完成,正常终止、异常、取消都是完成
boolean isDone();
// 阻塞直到取得异步操作结果
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
// 同上,但最长阻塞时间为timeout
V get(long timeout, TimeUnit unit)
    throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

jdk中future的特点:
1.无论结果是成功还是失败还是取消,返回的都是isdone();
2.而且我们在异步操作触发和结束的时候比较关心其他的一些操作,在jdk的future中无法进行补充。所以netty对future做了扩展。

netty中future(以下为扩展内容):

// 异步操作完成且正常终止
boolean isSuccess();
// 异步操作是否可以取消
boolean isCancellable();
// 异步操作失败的原因
Throwable cause();
// 添加一个监听者,异步操作完成时回调,类比javascript的回调函数
Future<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);
Future<V> removeListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);
// 阻塞直到异步操作完成
Future<V> await() throws InterruptedException;
// 同上,但异步操作失败时抛出异常
Future<V> sync() throws InterruptedException;
// 非阻塞地返回异步结果,如果尚未完成返回null
V getNow();

netty中future的特点:
1.操作结果分为success,fail,canceled三种;
2.并且通过addlisteners()方法可以添加回调操作,即触发或者完成时需要进行的操作;
3.await()和sync(),可以以阻塞的方式等待异步完成;getnow()可以获得异步操作的结果,如果还未完成则返回Null;

综合以上的分析,给出一张表示future的状态图来加强对future的理解:

clipboard.png

ps:future只有两种状态,unconpleted和conpleted.

(二)abstractfuture

abstractfuture类实现future接口,在其中主要实现了get()方法,以阻塞的方式来取得异步操作的结果,其功能与jdk中future的get()方法类似。

abstractfuture源码:

@Override

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    //阻塞直到异步任务完成
    await();
    
    Throwable cause = cause();
    if (cause == null) {
    //获得异步操作结果
        return getNow();
    }
    //操作失败则抛出异常
    if (cause instanceof CancellationException) {
        throw (CancellationException) cause;
    }
    throw new ExecutionException(cause);

}
该类中get(long timeout, TimeUnit unit) 实现方式与get()大致相同。

(三)completefuture

completedfuture表示已经完成异步操作,该类在异步操作结束时创建,用户使用addlistener()方法提供异步操作方法。

completefuture的状态

@Override
public boolean isDone() {
    return true;
}

completefuture表示已经完成异步操作,所以isdone()方法返回true;并且sync()方法和await()方法会立即返回。

@Override
public Future<V> sync() throws InterruptedException {
    return this;
}

触发操作的执行者(eventexecutor)

private final EventExecutor executor;

protected CompleteFuture(EventExecutor executor) {
    this.executor = executor;
}

protected EventExecutor executor() {
    return executor;
}

completefuture中维护了一个eventexecutor实例,用来执行listener中的任务。

触发操作的执行过程:

第一步addlistener():

#completefuture类
 public Future<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
    if (listener == null) {
        throw new NullPointerException("listener");
    }
    DefaultPromise.notifyListener(executor(), this, listener);
    return this;

}

调用addlistener()方法后,DefaultPromise会调用静态方法notifyListener(),来执行listener中的操作。

#DefaultPromise类
protected static void notifyListener(
        EventExecutor eventExecutor, final Future<?> future, final GenericFutureListener<?> listener) {
    //省略
    ……
    notifyListenerWithStackOverFlowProtection(eventExecutor, future, listener);
}

然后再看看notifyListenerWithStackOverFlowProtection()

#DefaultPromise类
private static void notifyListenerWithStackOverFlowProtection(final EventExecutor executor,
                                                              final Future<?> future,
                                                              final GenericFutureListener<?> listener) {
    if (executor.inEventLoop()) {
        //省略,这段代码表示在本线程中执行
        ……
    }
    //在外部触发,则将其封装成runnable任务
    safeExecute(executor, new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            notifyListener0(future, listener);
        }
    });
}

接下来的safeexecute()和notifylistener0()就很简单了,

#DefaultPromise类
private static void safeExecute(EventExecutor executor, Runnable task) {
    try {
    //将任务添加到任务队列中等待执行
        executor.execute(task);
    } 
    //省略
    ……
}

private static void notifyListener0(Future future, GenericFutureListener l) {
    try {
    //可以清楚的看到,执行到了listener中的operationcomplete(future)方法
        l.operationComplete(future);
    } catch (Throwable t) {
        logger.warn("An exception was thrown by " + l.getClass().getName() + ".operationComplete()", t);
    }
}

completefuture类总结:
1.conpletefuture中保存了eventexecutor的信息,用来执行listener中的任务。
2.调用了future的addlistener()方法后,将listener中的操作封装成runnble任务扔到eventexecutor中的任务队列中等待执行
3.completefuture表示已经完成异步操作,状态是isdone。

(四)channelfuture

这是一个继承future的接口,顾名思义,该接口与通道操作有关,所以在channelfuture接口中,除了覆盖future的功能外,只提供了一个channel()抽象方法。

Channel channel();

(五)completechannelfuture

completechannelfuture类实现channelfuture接口,继承completefuture类。

abstract class CompleteChannelFuture extends CompleteFuture<Void> implements ChannelFuture 

异步操作结果的获取

尖括号中的泛型表示返回结果的类型,此处是void,表示不关心返回的结果。

@Override
public Void getNow() {
    return null;
}

getnow()方法的返回结果为null,结合前面对abstractfuture类中get()方法的分析,可以得知在completechannelfuture跟get相关的方法返回的结果都是null.

completechannelfuture的初始化

类中的channel字段:

 private final Channel channel;

类的初始化:

 protected CompleteChannelFuture(Channel channel, EventExecutor executor) {
    super(executor);
    if (channel == null) {
        throw new NullPointerException("channel");
    }
    this.channel = channel;
}

eventexecutor的管理:

@Override
protected EventExecutor executor() {
    EventExecutor e = super.executor();
    if (e == null) {
        return channel().eventLoop();
    } else {
        return e;
    }
}

如果父类中eventexecutor不为空,则返回父类中的eventexecutor,否则返回channel中保存的eventexecutor.

其他

completechannelfuture中的addlistener()和await(),sync()等方法的特点和completefuture类相似。

(六)Succeededchannelfuture/FailedChannelFuture

这两个类继承自completechannelfuture,一个表示的状态是success,另一个表示操作失败。

#FailedChannelFuture
@Override
public Throwable cause() {
    return cause;
}

#Succeededchannelfuture
@Override
public boolean isSuccess() {
    return true;
}

到此为止,netty中的future分析完毕。


码码码拼拼拼
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