一、问题
应用场景
应用中通过框架发送异步命令时，不能立刻返回命令的执行结果，而是异步返回命令的执行结果。
那么，问题来了，针对应用中这种异步调用，能不能像同步调用一样立刻获取到命令的执行结果，如何实现异步转同步？
二、分析
首先，解释下同步和异步
- 同步，就是发出一个调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回或继续执行后续操作。
- 异步，当一个异步过程调用发出后，调用者在没有得到结果之前，就可以继续执行后续操作。当这个调用完成后，一般通过状态、通知和回调来通知调用者。
对于异步调用，调用的返回并不受调用者控制。
异步转同步主要实现思路：所有实现原理类似，是在发出调用的线程中进行阻塞等待结果，调用完成后通过回调、设置共享状态或通知进行阻塞状态的解除，继续执行后续操作。
三、实现方法
通常，实现中，不会无限的等待，一般会设定一个超时时间，具体超时时间根据具体场景确定。
下面以回调的方式介绍几种常用实现异步转同步的方法：
1.轮询与休眠重试机制
采用轮询与休眠重试机制，线程将反复在休眠和测试状态条件中之间切换，直到超时或者状态条件满足继续向下执行。这种方式，超时时间控制不准确，sleep时间需要在响应性和CPU使用率之间进行权衡。
private static long MILLIS_OF_WAIT_TIME = 300000L;// 等待时间 5分钟 private final Object lock = new Object(); //3.结果返回后进行回调，解除阻塞 @Override public void callback(AsynResponse response){ synchronized(lock){ //设置状态条件 } public Result getResult() throws ErrorCodeException { // 1.异步调用 // 2.阻塞等待异步响应 long future = System.currentTimeMillis() + MILLIS_OF_WAIT_TIME; long remaining = MILLIS_OF_WAIT_TIME;//剩余等待时间 while(remaining > 0){ synchronized(lock){ if(状态条件未满足){ remaining = future - System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(时间具体场景确定)； } } ````} //4.超时或结果正确返回，对结果进行处理 return result; }
2.wait/notify
任意一个Java对象，都拥有一组监视器方法（wait、notify、notifyAll等方法），这些方法和synchronized同步关键字配合，可以实现等待/通知模式。但是使用wait/notify，使线程的阻塞/唤醒对线程本身来说是被动的，要准确的控制哪个线程是很困难的，所以是要么随机唤醒等待在条件队列上一个线程（notify），要么唤醒所有的（notifyAll，但是很低效）。当多个线程基于不同条件在同一条件队列上等待时，如果使用notify而不是notifyAll，很容易导致信号丢失的问题，所以必须谨慎使用wait/notify方法。
private static long MILLIS_OF_WAIT_TIME = 300000L;// 等待时间 5分钟 private final Object lock = new Object(); //3.结果返回后进行回调，解除阻塞 @Override public void callback(AsynResponse response){ synchronized(lock){ lock.notifyAll(); } public Result getResult() throws ErrorCodeException { // 1.异步调用 // 2.阻塞等待异步响应 long future = System.currentTimeMillis() + MILLIS_OF_WAIT_TIME; long remaining = MILLIS_OF_WAIT_TIME;//剩余等待时间 synchronized(lock){ while(条件未满足 && remaining > 0){ //被通知后要检查条件 lock.wait(remaining); remaining = future - System.currentTimeMillis(); } ````} //4.超时或结果正确返回，对结果进行处理 return result; }
3.Lock Condition
使用Lock的Condition队列的实现方式和wait/notify方式类似,但是Lock支持多个Condition队列，并且支持等待状态中响应中断。
private static long SECONDS_OF_WAIT_TIME = 300L;// 等待时间 5分钟 private final Lock lock = new ReentrantLock(); private final Condition condition = lock.newCondition(); //3.结果返回后进行回调，解除阻塞 @Override public void callback(AsynResponse response){ lock.lock();//这是前提 try { condition.signal(); }finally { lock.unlock(); } } public Result getResult() throws ErrorCodeException { // 1.异步调用 // 2.阻塞等待异步响应 lock.lock();//这是前提 try { condition.await(); } catch (InterruptedException e) { //TODO }finally { lock.unlock(); } //4.超时或结果正确返回，对结果进行处理 return result; }
4.CountDownLatch
使用CountDownLatch可以实现异步转同步，它好比计数器，在创建实例CountDownLatch对象的时候传入数字，每使用一次 countDown() 方法计数减1，当数字减到0时， await()方法后的代码将可以执行，未到0之前将一直阻塞等待。
private static long SECONDS_OF_WAIT_TIME = 300L;// 等待时间 5分钟 private final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1); //3.结果返回后进行回调，解除阻塞 @Override public void callback(AsynResponse response){ countDownLatch.countDown(); } public Result getResult() throws ErrorCodeException { // 1.异步调用 // 2.阻塞等待异步响应 try { countDownLatch.await(SECONDS_OF_WAIT_TIME, TimeUnit.SECONDS); } catch (InterruptedException e) { //TODO } //4.超时或结果正确返回，对结果进行处理 return result; }
5.CyclicBarrier
让一组线程达到一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到等待最后一个线程到达屏障时，屏障才开门，所有被屏障拦截的线程才会继续执行。
每个线程通过调用await方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障，然后当前的的线程被阻塞。
private static long SECONDS_OF_WAIT_TIME = 300L;// 等待时间 5分钟 private final CountDownLatch cyclicBarrier= new CyclicBarrier(2);//设置屏障拦截的线程数为2 //3.结果返回后进行回调，解除阻塞 @Override public void callback(AsynResponse response){ //我也到达屏障了，可以开门了 cyclicBarrier.await(); } public Result getResult() throws ErrorCodeException { // 1.异步调用 // 2.阻塞等待异步响应 try { //我到达屏障了，还没开门，要等一等 cyclicBarrier.await(SECONDS_OF_WAIT_TIME, TimeUnit.SECONDS); } catch (InterruptedException e) { //TODO } //4.超时或结果正确返回，对结果进行处理 return result; }
CountDownLatch和CyclicBarrier实现类似，区别是CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset重置，
所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景。在异步转同步中，计数器不会重用，所以使用CountDownLatch实现更适合。
6.LockSupport
LockSupport定义了一组公共静态方法，提供了最基本的线程阻塞和唤醒的方法。
private static long NANOS_OF_WAIT_TIME = 300000000L;// 等待时间 5分钟 private final LockSupport lockSupport = new LockSupport(); //3.结果返回后进行回调，解除阻塞 @Override public void callback(AsynResponse response){ lockSupport.unpark(); } public Result getResult() throws ErrorCodeException { // 1.异步调用 // 2.阻塞等待异步响应 try { lockSupport.parkNanos(NANOS_OF_WAIT_TIME); } catch (InterruptedException e) { //TODO } //4.超时或结果正确返回，对结果进行处理 return result; }
今天多学一点，明天就少说一句求人的话!加油
