【设计模式】JAVA Design Patterns——Async Method Invocation(异步方法调用模式)

简介: 【设计模式】JAVA Design Patterns——Async Method Invocation(异步方法调用模式)

🔍目的


异步方法调用是一个调用线程 在等待任务结果时不会阻塞的模式,模式为多个独立的任务提供并行的处理方式并且通过回调或等到它们全部完成来接受任务结果


🔍解释


真实世界例子

发射火箭是一项令人激动的事务。任务指挥官发出了发射命令,经过一段不确定的时间后,火箭要么成功发射,要么惨遭失败。


通俗描述

异步方法调用开始任务处理,并在任务完成之前立即返回。 任务处理的结果稍后返回给调用方。


维基百科

多线程计算机编程中,异步方法调用(AMI),也称为异步方法调用或异步模式,是一种设计模式,其中在等待被调用的代码完成时不会阻塞调用站点。 而是在执行结果到达时通知调用线程。轮询调用结果是不希望的选项


程序示例

假如我们正在发生太空火箭并部署月球漫游车。就可以演示异步调用模式。

模式的关键部分是AsyncResult(用于异步评估值的中间容器),AsyncCallback(可以在任务完成时被执行)和AsyncExecutor(用于管理异步任务的执行)。


创建异步评估的中间容器

public interface AsyncResult<T> {
  boolean isCompleted();
  T getValue() throws ExecutionException;
  void await() throws InterruptedException;
}


创建异步回调执行操作的类

public interface AsyncCallback<T> {
  void onComplete(T value, Optional<Exception> ex);
}


创建异步任务的执行器接口

public interface AsyncExecutor {
  <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task);
  <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task, AsyncCallback<T> callback);
  <T> T endProcess(AsyncResult<T> asyncResult) throws ExecutionException, InterruptedException;
}


创建异步任务执行器的实现类

public class ThreadAsyncExecutor implements AsyncExecutor {
 
  @Override
  public <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task) {
    return startProcess(task, null);
  }
 
  @Override
  public <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task, AsyncCallback<T> callback) {
    var result = new CompletableResult<>(callback);
    new Thread(
            () -> {
              try {
                result.setValue(task.call());
              } catch (Exception ex) {
                result.setException(ex);
              }
            },
            "executor-" + idx.incrementAndGet())
        .start();
    return result;
  }
 
  @Override
  public <T> T endProcess(AsyncResult<T> asyncResult)
      throws ExecutionException, InterruptedException {
    if (!asyncResult.isCompleted()) {
      asyncResult.await();
    }
    return asyncResult.getValue();
  }
}


现在我们准备发射一个火箭

public static void main(String[] args) throws Exception {
  // 构造一个将执行异步任务的新执行程序
  var executor = new ThreadAsyncExecutor();
 
  // 以不同的处理时间开始一些异步任务,最后两个使用回调处理程序
  final var asyncResult1 = executor.startProcess(lazyval(10, 500));
  final var asyncResult2 = executor.startProcess(lazyval("test", 300));
  final var asyncResult3 = executor.startProcess(lazyval(50L, 700));
  final var asyncResult4 = executor.startProcess(lazyval(20, 400), callback("Deploying lunar rover"));
  final var asyncResult5 =
      executor.startProcess(lazyval("callback", 600), callback("Deploying lunar rover"));
 
  // 在当前线程中模拟异步任务正在它们自己的线程中执行
  Thread.sleep(350); // 哦,兄弟,我们在这很辛苦
  log("Mission command is sipping coffee");
 
  // 等待任务完成
  final var result1 = executor.endProcess(asyncResult1);
  final var result2 = executor.endProcess(asyncResult2);
  final var result3 = executor.endProcess(asyncResult3);
  asyncResult4.await();
  asyncResult5.await();
 
  // log the results of the tasks, callbacks log immediately when complete
  // 记录任务结果的日志, 回调的日志会在回调完成时立刻记录
  log("Space rocket <" + result1 + "> launch complete");
  log("Space rocket <" + result2 + "> launch complete");
  log("Space rocket <" + result3 + "> launch complete");
}


在控制台中查看其执行内容

14:32:01.227 [executor-2] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <test> launched successfully
14:32:01.269 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Mission command is sipping coffee
14:32:01.318 [executor-4] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <20> launched successfully
14:32:01.335 [executor-4] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Deploying lunar rover <20>
14:32:01.414 [executor-1] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <10> launched successfully
14:32:01.519 [executor-5] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <callback> launched successfully
14:32:01.519 [executor-5] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Deploying lunar rover <callback>
14:32:01.616 [executor-3] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <50> launched successfully
14:32:01.617 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <10> launch complete
14:32:01.617 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <test> launch complete
14:32:01.618 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Space rocket <50> launch complete


🔍类图


0a683a20c9d24577981c45977bc96051.png


🔍适用场景

在以下情况下使用异步方法调用模式

  • 您有多个可以并行运行的独立任务
  • 您需要提高一组顺序任务的性能
  • 您的处理能力或长时间运行的任务数量有限,并且调用方不应等待任务执行完毕

6e583dcee109441aab138b616db665dd.gif

相关文章
|
4天前
|
监控 网络协议 Java
Java一分钟之-Netty:高性能异步网络库
【6月更文挑战第11天】Netty是Java的高性能异步网络框架,基于NIO,以其高吞吐量、低延迟、灵活性和安全性受到青睐。常见问题包括内存泄漏、ChannelHandler滥用和异常处理不当。要规避这些问题,需正确释放ByteBuf,精简ChannelPipeline,妥善处理异常,并深入理解Netty原理。通过代码审查、遵循最佳实践和监控日志,可提升代码质量和性能。掌握Netty,打造高效网络服务。
11 2
|
17天前
|
存储 前端开发 Java
Java一分钟之-Java GUI设计原则与模式
本文介绍了Java GUI开发的核心设计原则和模式,包括分层架构(MVC)、组件复用、用户体验和代码示例。强调了MVC模式以提高代码可维护性,组件化设计以增强复用性,以及响应式和简洁界面以提升用户体验。同时,提出了常见问题的避免策略,如布局管理、资源释放和国际化支持,建议开发者遵循这些原则以提升GUI应用质量。
53 3
|
19天前
|
设计模式 安全 Java
【设计模式】JAVA Design Patterns——Curiously Recurring Template Pattern(奇异递归模板模式)
该文介绍了一种C++的编程技巧——奇异递归模板模式(CRTP),旨在让派生组件能继承基本组件的特定功能。通过示例展示了如何创建一个`Fighter`接口和`MmaFighter`类,其中`MmaFighter`及其子类如`MmaBantamweightFighter`和`MmaHeavyweightFighter`强制类型安全,确保相同重量级的拳手之间才能进行比赛。这种设计避免了不同重量级拳手间的错误匹配,编译时会报错。CRTP适用于处理类型冲突、参数化类方法和限制方法只对相同类型实例生效的情况。
【设计模式】JAVA Design Patterns——Curiously Recurring Template Pattern(奇异递归模板模式)
|
22天前
|
设计模式 Java 数据库
【设计模式】JAVA Design Patterns——Converter(转换器模式)
转换器模式旨在实现不同类型间的双向转换,减少样板代码。它通过通用的Converter类和特定的转换器(如UserConverter)简化实例映射。Converter类包含两个Function对象,用于不同类型的转换,同时提供列表转换方法。当需要在逻辑上对应的类型间转换,或处理DTO、DO时,此模式尤为适用。
【设计模式】JAVA Design Patterns——Converter(转换器模式)
|
23天前
|
消息中间件 缓存 Java
【Java】全套云HIS(医院信息管理系统)可对接医保 采用云端SaaS模式部署
总体框架: SaaS应用,全浏览器访问 前后端分离,多服务协同 服务可拆分,功能易扩展
46 1
【Java】全套云HIS(医院信息管理系统)可对接医保 采用云端SaaS模式部署
|
23天前
|
设计模式 存储 Java
【设计模式】JAVA Design Patterns——Command(事务模式)
【设计模式】JAVA Design Patterns——Command(事务模式)
|
3天前
|
安全 Java API
Java并发基础-启动和终止线程
Java并发基础-启动和终止线程
13 0
|
3天前
|
Java 调度
Java并发基础-线程简介(状态、常用方法)
Java并发基础-线程简介(状态、常用方法)
8 0
|
1天前
|
监控 Java API
Java 程序设计 第八章 线程
Java 程序设计 第八章 线程
|
1天前
|
存储 安全 Java
Java多线程编程--JUC
Java多线程编程