JAVA的协程实现
来源:互联网 发布:a star算法的流程图 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 02:12
1. 前言
在Java中使用协程,一般会用到kilim( https://github.com/kilim/kilim )这个框架。但是看了看其用法,比较难懂。跟之前python所理解的协程的使用有很大的区别。所以就上github看看有没有别的协程框架可以用。然后发现了这个框架(https://github.com/offbynull/coroutines),也就是下面实现协程所用的框架。
2. 介绍
如何创建协程
1. 实现Coroutine接口,重写run方法,在run方法中可以在任意位置调用coutinuation.suspend()方法暂停语句的执行并保存上下文。
2. 协程的运行通过CoroutineRunner对象来实现的。创建一个CoroutineRunner对象,这个对象需要传入一个刚才实现的Coroutine接口类进行构造。
3. 调用coroutineRunner.execute()方法,将会调用Coroutine的run方法。然后run方法里面的语句一直运行,直到run方法中调用了coroutine.suspend()方法或者已经将run方法的语句执行完,执行暂停于此。若再次执行execute方法,将继续从刚才暂停的地方继续执行。比较有意思的地方是,如果run方法已经执行完,再次执行execute方法也是可以的,此时将重新执行run方法。那怎么知道任务是否已经执行完毕呢?在上述的例子中没有表现出来,其实调用coroutineRunner.execute()之后会有一个返回值,false代表整个任务已经执行完毕了,而不是停留在中间。由此就能判断任务是否执行完毕。
只需三步,就能创建一个协程了,十分简单。另外,作者提到,coroutine除了有suspend方法之外,还有getContext和setContext方法,具体用法尚未研究。但是知道有suspend就足够了。
但是很快就能发现问题,如果有多个协程,他们之间应该怎样调度,怎样进行上下文切换呢?可见,这是一个十分简单的框架,只是提供了最最基本的功能,作者也没提及这方面的问题。不过也留给了我们创作的空间。
3. 实现
3.1 实现Coroutine接口,自定义Task
final class MyCoroutine1 implements Coroutine { @Override public void run(Continuation c) { System.out.println("[TASK 1] In task 1, doing something..."); System.out.println("[TASK 1] Switch to other task."); c.suspend(); System.out.println("[TASK 1] In task 1, doing something..."); System.out.println("[TASK 1] Switch to other task."); c.suspend(); System.out.println("[TASK 1] In task 1, doing something..."); System.out.println("[TASK 1] Finish task 1 !"); }}final class MyCoroutine2 implements Coroutine { @Override public void run(Continuation c) { System.out.println("[TASK 2] In task 2, doing something..."); System.out.println("[TASK 2] Switch to other task."); c.suspend(); System.out.println("[TASK 2] In task 2, doing something..."); System.out.println("[TASK 2] Finish task 2 !"); }}final class MyCoroutine3 implements Coroutine { @Override public void run(Continuation c) { System.out.println("[TASK 3] In task 3, doing something..."); System.out.println("[TASK 3] Finish task 3 !"); }}
3.2 设计调度器
我的设计是维护一个就绪队列,每次取队头的CoroutineRunner(Task)调用一次execute,如果Task尚未完成,就把它放回队尾,这样就可以使每一个任务得到轮流的执行。
自定义一个MyCoroutineRunner类,join方法用于将Task放进队列,execute方法用于执行队列中的任务。
class MyCoroutineRunner { Queue<CoroutineRunner> coroutineQueue = new LinkedList<CoroutineRunner>(); public void join(Coroutine c) { // 往就绪队列塞Task coroutineQueue.add(new CoroutineRunner(c)); } public void execute() { while (!coroutineQueue.isEmpty()) { System.out.printf("[MAIN] Current number of tasks: %d\n", coroutineQueue.size()); CoroutineRunner coroutineRunner = coroutineQueue.remove(); boolean notFinish = coroutineRunner.execute(); // 执行协程 if (notFinish) { // 若协程没有完成,继续丢到队尾 coroutineQueue.add(coroutineRunner); } } }}
3.3 测试代码
主函数代码如下,创建了3个任务,每个任务都有不同的特点(挂起的次数和时机不一样)。
package com.dct.jay;import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;import com.offbynull.coroutines.user.Continuation;import com.offbynull.coroutines.user.Coroutine;import com.offbynull.coroutines.user.CoroutineRunner;public class TestRunner { public static void main(String args[]) { MyCoroutineRunner myCoroutineRunner = new MyCoroutineRunner(); myCoroutineRunner.join(new MyCoroutine1()); myCoroutineRunner.join(new MyCoroutine2()); myCoroutineRunner.join(new MyCoroutine3()); System.out.println("=== Start ==="); myCoroutineRunner.execute(); System.out.println("=== All tasks finished ! ==="); }}
3.4 构建项目
使用ant构建项目。
需要注意的是,在编译完成之后,运行之前,需要做一次Instrument(插桩、侵入)。
插桩就是在代码中插入一段我们自定义的代码。记得在戴尔IT课程上做的APM系统也有用到插桩技术,为了监控服务器的性能,需要对服务器的字节码插入代码。在这里,也需要进行插桩。难道导入一个包,创建几个对象就能实现协程?当然没那么容易。通过使用这种“黑魔法”才能让语句的执行流程暂停。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?><!-- WARNING: Eclipse auto-generated file. Any modifications will be overwritten. To include a user specific buildfile here, simply create one in the same directory with the processing instruction <?eclipse.ant.import?> as the first entry and export the buildfile again. --><project basedir="." default="build" name="JavaCoroutine"> <property environment="env"/> <property name="debuglevel" value="source,lines,vars"/> <property name="target" value="7"/> <property name="source" value="7"/> <path id="JavaCoroutine.classpath"> <pathelement location="./bin"/> <pathelement location="./jar/user-1.1.1.jar"/> </path> <taskdef name="InstrumentTask" classname="com.offbynull.coroutines.antplugin.InstrumentTask"> <classpath> <pathelement location="./jar/ant-plugin-1.1.1-shaded.jar"/> </classpath> </taskdef> <target name="init"> <mkdir dir="bin"/> <copy includeemptydirs="false" todir="bin"> <fileset dir="src"> <exclude name="**/*.launch"/> <exclude name="**/*.java"/> </fileset> </copy> </target> <target name="-post-compile"> <!-- The classpath attribute is a semicolon delimited list of the classpath required by your code. --> <InstrumentTask classpath="./bin" sourceDirectory="bin" targetDirectory="bin"/> </target> <target name="clean"> <delete dir="bin"/> </target> <target depends="clean" name="cleanall"/> <target depends="build-subprojects,build-project,-post-compile" name="build"/> <target name="build-subprojects"/> <target depends="init" name="build-project"> <echo message="${ant.project.name}: ${ant.file}"/> <javac debug="true" debuglevel="${debuglevel}" destdir="bin" includeantruntime="false" source="${source}" target="${target}"> <src path="src"/> <compilerarg line="-encoding UTF-8 " /> <classpath refid="JavaCoroutine.classpath"/> </javac> </target> <target name="TestRunner"> <java classname="com.dct.jay.TestRunner" failonerror="true" fork="yes"> <classpath refid="JavaCoroutine.classpath"/> </java> </target></project>
3.5 运行
运行结果如下,发现输出与每个预设的task行为是一致的。
4. 总结
虽然能够实现协程上下文自由切换,但是仿佛并没有什么实质上的用途,算是一个半成品。像python这种线程是硬伤的语言才需要用到协程这种折衷的策略。协程对于Java来说毕竟还是有点非主流啊!
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