CountDownLatch + Callbale+FutureTask 实现异步变同步调用

背景

通过HTTP接口实现调用MQTT Client发送数据，HTTP接口返回值为MQTT Client发送数据的对应结果。 HTTP接口为同步阻塞，MQTT Client 为异步回调方式。
如何实现在HTTP接口中调用MQTT Client发送数据后，能够阻塞等待MQTT返回结果，然后将结果返回？

解决方法

CountDownLatch + Callbale+FutureTask

1.CountDownLatch作用

CountDownLatch实现在MQTT Client 发送数据后 到接收数据后这段时间的阻塞。
HTTP每次请求，新建一个CountDownLatch，然后将CountDownLatch作为值和deviceId作为KEY保存到Map中，
调用MQTT Client 发送数据后，countDownLatch.await(),进行同步等待
在MQTT Client接收数据的回调方法中更加deviceId取出CountDwonLatch然后计数减一

2.Callbale+FutureTask作用

将调用MQTT Client发送数据的过程，封装成Callable,投递发送任务时，通过返回的FutureTask的get()方法，
同步阻塞，直到结果返回。

关键代码

1.Map保存CountDownObj用于同步阻塞等待MQTT Client返回结果，以及将返回结果传递个FutureTask

    private final static ConcurrentMap<String, CountDownObj> countDownLatchMap = new ConcurrentHashMap<>();
    //线程池
    private final ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = 
            new ThreadPoolExecutor(3, 5, 30, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(100), runnable -> {
        Thread thread = new Thread(runnable, "mqtt thread");
        return thread;
    });

2.HTTP API 调用的发送MQTT 消息数据的接口

    /**
     * HTTP API 调用的发送MQTT 消息数据的接口
     * 同步阻塞
     */
    public Integer send(Long packageId, String deviceId) throws Exception {
        ......
       FutureTask<Integer> futureTask = sendTask(publishDto));
       return futureTask.get()
    }

3.投递发送MQTT指令的task方法

   /**
     * 投递MQTT发送指令任务
     * 同步阻塞
     */ 
   private FutureTask<Integer> sendTask(PublishDto publishDto) throws Exception {
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new GetDatapointValueCallable(publishDto));
        threadPoolExecutor.execute(futureTask);
        //阻塞线程
        return futureTask;
    } 

4.封装CountDownLatch 和 Integer的对象，用于CountDownLatch阻塞控制和返回结果

    /**
     * 封装CountDownLatch 和 Integer
     * 用于CountDownLatch阻塞控制和返回结果
     */
    private class CountDownObj {
        private final CountDownLatch countDownLatch;
        private volatile Integer value;

        private CountDownObj(CountDownLatch countDownLatch) {
            this.countDownLatch = countDownLatch;
        }

        public CountDownLatch getCountDownLatch() {
            return countDownLatch;
        }

        public Integer getValue() {
            return value;
        }

        public void setValue(Integer value) {
            this.value = value;
        }
    }

5.具体发送MQTT数据的Callbale线程Task，会新建CountDownLatch，并通过CountDownLatch.await()方法阻塞，直到MQTT回调接收到数据或者超时。

    /**
     * 发送MQTT消息的任务Callable
     */
    private class GetDatapointValueCallable implements Callable<Integer> {
        private final PublishDto publishDto;

        GetDatapointValueCallable(PublishDto publishDto) {
            this.publishDto = publishDto;
        }

        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            //mqtt client 发送数据,此处具体代码省略
            ......
            
            CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
            countDownLatchMap.putIfAbsent(publishDto.getDeviceId(), new CountDownObj(countDownLatch));
            //阻塞，超时时间3s
            countDownLatch.await(3, TimeUnit.SECONDS);
            //返回mqtt指令对应的结果或者null
            return countDownLatchMap.remove(publishDto.getDeviceId()).getValue();
        }

    }

6.MQTT接收数据回调，这里通过deviceId从MAP里面取到CountDownObj，释放闭锁（结束callable线程的等待）和设置MQTT返回的结果（即callable中call()返回的结果，也就是FutureTask的get()方法返回的结果）。

    /**
     * MQTT 接收数据回调
     */
    void mqttReceiveCallback(String deviceId, String datapointId, String value) {
        ......
        
        //接收到数据后，通过闭锁释放阻塞的线程，同时设置结果返回给调用者
        CountDownObj countDownObj=countDownLatchMap.get(deviceId);
        if(countDownObj!=null) {
            countDownObj.setValue(Integer.parseInt(value));
            countDownObj.getCountDownLatch().countDown();
        }
        
        .......
    }