移植jQuery deferred到java，基于java的promise編程模型
很多語言都支持promise編程模型，像是scala中promise類和jquery（javascript）中的deferred對象等，在java中好像缺少相關(guān)實現(xiàn)。筆者不得以，只能自己動手弄了一個。最后選擇將jquery中的deferred對象移植到java中來的方案。目前已經(jīng)應(yīng)用在企業(yè)級項目的高性能服務(wù)器和android客戶端等項目中。
Promise編程模型的概念這里也不再贅述，大家自己上網(wǎng)查找即可。這種編程模型主要解決的問題就是“同步調(diào)用變異步的問題”，通常解決異步調(diào)用的方式是使用“回調(diào)”。但普通回調(diào)的使用在代碼書寫，返回值傳遞和“異步方法編排上”非常的不方便。所以才會有Promise模型的誕生。
這次會介紹java版的deferred對象的使用方法，以及用jquery版之間的變化和改進。目前開放的版本是基于線程池的版本，正在開發(fā)基于akka的版本。在jquery的實現(xiàn)中，因為javascript是單線程的，所以不用考慮線程同步的問題。在java線程池的版的deferred里，基于多線程環(huán)境做了很多測試，保證了線程安全及可靠性。
一． 基本調(diào)用形式
final Deferred def = new Deferred (App. executor);
執(zhí)行某個異步調(diào)用，比如某個基于網(wǎng)絡(luò)的異步服務(wù)
callService(new Response(){
public void onMessage(Object message){
def.resolve(message);
}
Public void onFail(Exception e){
def.reject(e);
}
});
你可以在構(gòu)造Deferred 對象后的任意時候，使用def的then方法。比如
def.then(new Reply(){
public Object done(Object d) {
System.out.println("response:"+d);
return d;
}
public void fail(Object f) {
System.out.println("error:"+f);
}
});
一個經(jīng)常遇到的場景是callService后將def作為參數(shù)傳遞到其他方法，在其他方法內(nèi)部再決定def要綁定什么樣的后續(xù)動作，也就是綁定什么樣的then。
注意then方法的定義public Object done(Object d)，在實際使用中done通常是以“處理鏈”的方式來使用的，即你會看到def.then().then().then()…這樣的方式，每一個then的done方法接收的參數(shù)都是其上一個then的done方法的返回值。通常作為參數(shù)傳遞給某個方法的Deferred上面已經(jīng)綁定了一些默認的then對象，來處理一些必要的步驟。比如對接收報文的初步解碼。
注意同在Reply接口中fail方法是沒有返回值的，一旦異步處理鏈上的某個Deferred被reject，其本身及后面所有的Deferred綁定的then都會被觸發(fā)fail方法。這保證了整個業(yè)務(wù)編排上或是你精心設(shè)計的算法編排上任意一個環(huán)節(jié)，無論如何都會得到響應(yīng)，這也是Promise模型關(guān)于異常的最重要的處理方式。
Promise編程模型本身是強健的，但異步服務(wù)卻不是總能得到響應(yīng)。在實際應(yīng)用中，每一個作為計算或業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的Deferred都應(yīng)該被定時輪詢，以保證在異步服務(wù)徹底得不到響應(yīng)的時候（比如你執(zhí)行了一個數(shù)據(jù)庫查詢，但過了很長很長時間仍沒有得到回應(yīng)），可以給Deferred對象reject一個超時錯誤。
響應(yīng)處理對象then中方法done和fail都是不允許拋出任何異常的，特別是done方法，如果你的算法依賴異常，請在done中加上try…catch，并將異常傳換成下一個then可以理解的信息，以便這個Deferred處理鏈中可以正常執(zhí)行下去。
二． pipe到另外一個異步處理流程上去
假如你有如下的業(yè)務(wù)場景，你需要順序調(diào)用三個異步的webservice服務(wù)來得到最終的返回結(jié)果，其中沒個webservice的入?yún)⒍己蜕弦粋€的異步返回結(jié)果相關(guān)。（注意，異步的webservice是調(diào)用之后，服務(wù)端立刻返回，服務(wù)端處理完成后再主動訪問剛才的請求方返回結(jié)果的方式）如果將這種webservice調(diào)用封裝成同步方法無疑在編程上是非常方便的，可以使用我們平常寫程序時順序的書寫方式，比如
reval1 = callwebservice1(param0)
reval2 = callwebservice2(reval1)
reval3 = callwebservice3(reval2)
方便的同時卻犧牲了性能。調(diào)用線程要在callwebservice方法內(nèi)阻塞，以等待異步返回。這樣的編程方法無法滿足高性能及高并發(fā)的需要。那么有沒有既能類似于平常寫程序時順序的書寫方式又能滿足異步無阻塞的需要呢，這就是Promise編程模型本身要解決的最大問題。
通常解決這種問題的方式是使用pipe，pipe這個方法名稱的由來應(yīng)該是來自于linux shell的管道符，即“|”
使用Deferred對象的解決方案類似于如下：
Deferred.resolvedDeferred(App.executor,param0).pipe(new AsyncRequest2(){
public void apply(Object param0,final Deferred newDefered) throws Exception{
asyncCallwebservice1(param0).onResponse(new Response(){
public void onMessage(String message){
newDefered.resolve(message);
}
});
}
}).pipe(new AsyncRequest2(){
public void apply(Object reval1,final Deferred newDefered) throws Exception{
asyncCallwebservice2(reval1).onResponse(new Response(){
public void onMessage(String message){
newDefered.resolve(message);
}
});
}
}).pipe(new AsyncRequest2(){
public void apply(Object reval2,final Deferred newDefered) throws Exception{
asyncCallwebservice3(reval3).onResponse(new Response(){
public void onMessage(String message){
newDefered.resolve(message);
}
});
}
}).then(new new Reply(){
public Object done(Object d) {
//在這里消費最終結(jié)果
return d;
}
public void fail(Object f) {
}
});
使用Deferred對象提供的方案好處就是，所有的調(diào)用都是異步的，上面這一連串代碼立刻就會返回。所有的業(yè)務(wù)編排會按照書寫順序在線程池中的線程里被調(diào)用，你也不必擔心返回值結(jié)果和參數(shù)傳遞過程中的線程安全問題，框架在關(guān)鍵位置都做了同步，也做了相當多的測試用于驗證。
可以看出，對于異步方法調(diào)用而言，比較難以解決的問題是異步算法的編排問題。Deferred對象為異步算法提供了很好的解決方案。
相較于AsyncRequest2類還有一個AsyncRequest1類，接口如下：
public interface AsyncRequest1<R> {
public Deferred apply(R result) throws Exception;
}
這個類要求在在apply方法中要自己創(chuàng)建Deferred對象。
三. 一些小改進
相較于傳統(tǒng)promise編程模型，在java多線程環(huán)境下做了一些小升級。這里主要介紹synchronize方法
Synchronize方法簽名如下:
Deferred synchronize(ExecutorService executor,Deferred... deferreds)
實際上，synchronize方法將眾多的Deferred對象的完成狀態(tài)同歸集到一個唯一的Deferred對象上去，即如果所有的Deferred對象參數(shù)都resolved了，作為最終結(jié)果的Deferred也resolve，如果眾多的Deferred對象參數(shù)有一個reject了，最終的那個Deferred也會立即reject(其他參數(shù)的狀態(tài)都舍棄)。
這個方法一般用于多個并行流程最終狀態(tài)的“歸并”中。
除了synchronize，框架還提供一些傳統(tǒng)promise編程模型沒有的改進，比如pipe4fail和source等。
四．在android項目中的應(yīng)用
（略）
https://github.com/jonenine/javaDeferred