Netty 学习 - 异步操作中的Future和Promise

   本文继续介绍Netty的相关知识，主要讲解异步操作中的Future和Promise


由于Netty中的Future都是异步IO操作，结果是未知的，因此命名为ChannelFuture，表示跟Channel的操作有关


ChannelFuture提供了一系列不同于JDK Future的API，用于获取操作结果，添加事件监听器，取消IO操作，同步等待。


Netty强烈建议直接通过添加监听器的方式获取IO结果，而不是通过同步等待的方式
 
如果用户操作调用了sync或者await方法，会在对应的future对象上阻塞用户线程，例如future.channel().closeFuture().sync()


而最终触发future对象的notify动作都是通过eventLoop线程轮询任务完成的，例如对关闭的sync，因为不论是用户直接关闭或者eventLoop的轮询状态关闭，都会在eventLoop的线程内完成notify动作，所以不要在IO线程内调用future对象的sync或者await方法，因为应用程序代码都是编写的channelHandler，而channelHandler是在eventLoop的线程内执行的，所以是不能在channelHandler中调用sync或者await方法的


对于Future而言，提供的API有get与get(timeout) 前者是一直阻塞的get方法，后者带了超时时间，具体实现方式是在Future上执行wait方法，将当前运行线程进行阻塞，达到阻塞效果，而后通过eventLoop线程对Future对象进行notifyAll，保证唤醒阻塞的线程


而Future只有获取查询的API，类似于JDK中的Future，为了扩展对异步结果的写操作，Netty提供了Promise，继承于Future，可以用于设置IO操作的结果，在AbstratChannel的代码中可以看到对相关的IO操作都会新建Promise作为具体IO函数的参数，这样就能异步立即返回Promise，当IO操作后续发生异常或者完成时，将会设置promise的结果，在设置结果的过程中，包括以下三步
1  设置result的值
2  notifyAll，唤醒在本Promise上等待的线程
3  回调listener


下面以最常见的关闭等待操作为例，在大部分的网上例子中都会有如下的代码：
            Channel channel = b.bind(8080).sync().channel();
            channel.closeFuture().sync();
那么下面的channel.closeFuture().sync()实际是如何工作


channel.closeFuture()不做任何操作，只是简单的返回channel对象中的closeFuture对象，对于每个Channel对象，都会有唯一的一个CloseFuture，用来表示关闭的Future，
所有执行channel.closeFuture().sync()就是执行的CloseFuturn的sync方法，从上面的解释可以知道，这步是会将当前线程阻塞在CloseFuture上


一般来说，编写以上代码的都是在Main线程中用来启动ServerBootStrap的，所以Main线程会被阻塞，保证服务端Channel的正常运行


那么什么时候Main线程会被唤醒继续执行呢


在channel中有close方法，当调用close方法后，会按照pipeline.close   -  tail.close   - head.close - unsafe.close -  abstractChannel.doClose0 
 
private void doClose0(ChannelPromise promise) {
            try {
                doClose();
                closeFuture.setClosed();
                safeSetSuccess(promise);
            } catch (Throwable t) {
                closeFuture.setClosed();
                safeSetFailure(promise, t);
            }
        }




其中doClose方法是抽象方法，用来真正关闭IO连接，例如javaChannel.close


第二步则是用来处理CloseFuture的关闭，setClosed会执行trySuccess，这样就会在CloseFuture对象上执行notifyAll以及回调listener等，唤醒Main线程


第三步则是用来处理用户Future，前面说过在AbstratChannel的代码中可以看到对相关的IO操作都会新建Promise作为具体IO函数的参数，例如对于channel.close方法，分别有参数的方法和没有参数的方法，没有参数的方法实际在底层会自动new一个promise用来异步的返回结果，也可以在应用程序中主动编写一个Promise用来处理应用逻辑


在Promise对象上执行
  @Override
    public boolean trySuccess(V result) {
        if (setSuccess0(result)) {
            notifyListeners();
            return true;
        }
        return false;
    }




其中setSuccess0中会有  checkNotifyWaiters();的步骤，唤醒在该Promise对象上等待的线程，再notifyListeners进行回调Listener，完成设置动作