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java 異步調(diào)用方法

asynchronous call（異步調(diào)用）

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一個(gè)可以無需等待被調(diào)用函數(shù)的返回值就讓操作繼續(xù)進(jìn)行的方法

中文名

異步調(diào)用

外文名

asynchronous call

領(lǐng)域

函數(shù)

杰作

線程

。

。

快速

導(dǎo)航

實(shí)戰(zhàn)用法異步調(diào)用使用方法

舉例

異步調(diào)用就是你 喊 你朋友吃飯 ，你朋友說知道了 ，待會(huì)忙完去找你 ，你就去做別的了。

同步調(diào)用就是你 喊 你朋友吃飯 ，你朋友在忙 ，你就一直在那等，等你朋友忙完了 ，你們一起去。

實(shí)戰(zhàn)用法

操作系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)十分精巧，線程就是其中一個(gè)杰作。操作系統(tǒng)把 CPU 處理時(shí)間劃分成許多短暫時(shí)間片，在時(shí)間 T1 執(zhí)行一個(gè)線程的指令，到時(shí)間 T2又執(zhí)行下一線程的指令，各線程輪流執(zhí)行，結(jié)果好象是所有線程在并肩前進(jìn)。這樣，編程時(shí)可以創(chuàng)建多個(gè)線程，在同一期間執(zhí)行，各線程可以“并行”完成不同的任務(wù)。

在單線程方式下，計(jì)算機(jī)是一臺(tái)嚴(yán)格意義上的馮·諾依曼式機(jī)器，一段代碼調(diào)用另一段代碼時(shí)，只能采用同步調(diào)用，必須等待這段代碼執(zhí)行完返回結(jié)果后，調(diào)用方才能繼續(xù)往下執(zhí)行。有了多線程的支持，可以采用異步調(diào)用，調(diào)用方和被調(diào)方可以屬于兩個(gè)不同的線程，調(diào)用方啟動(dòng)被調(diào)方線程后，不等對(duì)方返回結(jié)果就繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼。被調(diào)方執(zhí)行完畢后，通過某種手段通知調(diào)用方：結(jié)果已經(jīng)出來，請(qǐng)酌情處理。

java常見的幾種調(diào)用機(jī)制（同步調(diào)用，異步調(diào)用

1、同步調(diào)用

同步調(diào)用是最基本的調(diào)用方式，對(duì)象b中的方法直接調(diào)用對(duì)象a的方法，這個(gè)時(shí)候程序會(huì)等待對(duì)象a的方法執(zhí)行完返回結(jié)果之后才會(huì)繼續(xù)往下走。

代碼如下：

public class A {

public void methodA()

{

System.out.println("this is class A method");

}

}

public class B {

public void methodB()

{

A a = new A();

a.methodA();

System.out.println("this is class B method");

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

B b = new B();

b.methodB();

}

}

結(jié)果：

this is class A method

this is class B method

2、異步調(diào)用

對(duì)象b中的方法調(diào)用對(duì)象a的方法，程序并不需要等待對(duì)象a的方法返回結(jié)果值，直接繼續(xù)往下走。

代碼如下：

public class A extends Thread{

@Override

public void run() {

try {

Thread.sleep(3000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("this is class A method");

}

}

public class B {

public void methodB()

{

A a = new A();

a.start();

System.out.println("this is class B method");

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

B b = new B();

b.methodB();

}

}

結(jié)果：

this is class B method

this is class A method

說明：異步調(diào)用我們通常采用多線程的方法來達(dá)到目的

3、回調(diào)

對(duì)象a的方法methodA（）中調(diào)用對(duì)象b的methodB（）方法，在對(duì)象b的methodB（）方法中反過來調(diào)用對(duì)象a的callBack（）方法，這個(gè)callBack（）方法稱為回調(diào)函數(shù)，這種調(diào)用方法稱為回調(diào)。

代碼如下：

public class A {

public void methodA()

{

B b = new B();

b.methodB(new A());

System.out.println("this is class A method : methodA");

}

public void callBack()

{

System.out.println("this is class A method : callBack");

}

}

public class B {

public void methodB(A a)

{

System.out.println("this is class B method : methodB");

a.callBack();

}

}

public class Test {

public static void main(String[] args) {

A a = new A();

a.methodA();

}

}

運(yùn)行結(jié)果：

this is class B method : methodB

this is class A method : callBack

this is class A method : methodA

注意：這里如果為了代碼的擴(kuò)展性更好，可以把類A與類B抽象出一個(gè)接口出來，然后用實(shí)現(xiàn)類去實(shí)現(xiàn)著兩個(gè)接口，這樣代碼的擴(kuò)展性會(huì)更好，也能滿足更多的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

回調(diào)的核心在于：回調(diào)方將本身對(duì)象傳給調(diào)用方，調(diào)用方在本身代碼邏輯執(zhí)行完之后，調(diào)用回調(diào)方的回調(diào)方法。

如何用Java回調(diào)和線程實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用

軟件模塊之間的調(diào)用關(guān)系可以分為兩大類：即同步調(diào)用和異步調(diào)用。在同步調(diào)用中，一段代碼（主調(diào)方）調(diào)用另一段代碼（被調(diào)方），主調(diào)方必須等待這段代碼執(zhí)行完成返回結(jié)果后，才能繼續(xù)往下執(zhí)行，所以，同步調(diào)用是一種阻塞式調(diào)用，主調(diào)方代碼一直阻塞等待直到被調(diào)方返回為止。同步調(diào)用相對(duì)比較直觀，也是大部分編程語言直接支持的一種調(diào)用方式。但是，同步調(diào)用在處理比較耗時(shí)的情況下會(huì)嚴(yán)重影響程序性能，影響人機(jī)交互的瞬時(shí)反應(yīng)。例如，某個(gè)程序需要訪問數(shù)據(jù)庫獲取大量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理，將處理結(jié)果顯示在程序主窗口。由于數(shù)據(jù)庫訪問和大量數(shù)據(jù)的處理都是耗時(shí)的工作，在這個(gè)工作完成之前，處理結(jié)果遲遲不能顯示，用戶點(diǎn)擊鼠標(biāo)也不會(huì)立即得到響應(yīng)，讓用戶感到整個(gè)程序顯得很沉重。面對(duì)這樣一些需要比較長時(shí)間才能完成的應(yīng)用場(chǎng)景，我們需要采用一種非阻塞式調(diào)用方式，即異步調(diào)用方式。在異步調(diào)用中，主調(diào)方調(diào)用被調(diào)方后，不等待對(duì)方返回結(jié)果就繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼，被調(diào)方執(zhí)行完畢后，通過某種手段通知調(diào)用方：結(jié)果已經(jīng)出來，請(qǐng)酌情處理。我們可以對(duì)上面的例子改用異步調(diào)用將問題輕松化解：把整個(gè)耗時(shí)的工作放進(jìn)一個(gè)單獨(dú)的線程，由主調(diào)方啟動(dòng)此線程后繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼，線程在背后悄悄地處理費(fèi)時(shí)的工作，當(dāng)工作完成，采用回調(diào)的方式通知主調(diào)方工作完成，主調(diào)方將結(jié)果顯示在主窗口。經(jīng)過這樣的處理，主界面繼續(xù)進(jìn)行自己的工作而不必死等，就不會(huì)造成界面響應(yīng)遲鈍。

在實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用機(jī)制時(shí)，除了線程之外，還要用到回調(diào)。回調(diào)是一種雙向調(diào)用，也就是，被調(diào)方在被調(diào)用時(shí)也會(huì)調(diào)用主調(diào)方的代碼。在異步調(diào)用中，被調(diào)方需要在工作完成時(shí)通知主調(diào)方，即調(diào)用主調(diào)方的接口，這一機(jī)制通過回調(diào)實(shí)現(xiàn)。回調(diào)和異步調(diào)用的關(guān)系非常緊密，回調(diào)是異步調(diào)用的基礎(chǔ)[1]。

本文理論聯(lián)系實(shí)際，首先闡述如何使用Java實(shí)現(xiàn)回調(diào)機(jī)制，然后進(jìn)一步闡述使用Java回調(diào)和線程實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用，最后，闡述在異步調(diào)用中如何處理超時(shí)問題。

1 Java回調(diào)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方法

實(shí)現(xiàn)Java回調(diào)，需要做如下三件事情：

（1）定義一個(gè)回調(diào)接口CallbackInterface

接口中聲明回調(diào)方法handle，如圖1所示，回調(diào)方法就是一個(gè)普通的方法，接收一個(gè)消息字符串或者一個(gè)封裝了數(shù)據(jù)的事件。

（2）定義一個(gè)類實(shí)現(xiàn)回調(diào)接口

這個(gè)類其實(shí)就是消息接收者和處理者，也就是調(diào)用方，回調(diào)方法是消息發(fā)生時(shí)實(shí)際處理消息的方法，此處簡(jiǎn)化為一條打印語句。

（3）定義消息通知者

消息通知者也就是被調(diào)用方必須具備兩種能力，第一，它必須知道誰是消息接收者，第二，當(dāng)消息發(fā)生時(shí)，它能夠回調(diào)這些接收者的回調(diào)方法。為了獲得這兩種能力，消息通知者首先必須提供一個(gè)注冊(cè)方法register， 通過注冊(cè)的方式來注冊(cè)多個(gè)對(duì)此消息或事件感興趣的對(duì)象。然后提供一個(gè)消息通知方法notifyMessage，在這個(gè)方法中調(diào)用所有消息接收者的回調(diào)方法。具體代碼如圖3所示。

比如用一個(gè)可變數(shù)組List用于保存消息接收者，注冊(cè)的過程實(shí)際上是將消息接收者添加到這個(gè)數(shù)組，以備在需要通知消息的時(shí)候調(diào)用這些消息接收者的回調(diào)方法。

使用Java回調(diào)和線程實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用

線程是一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行流，其本質(zhì)是程序中一段并發(fā)執(zhí)行的代碼。在異步調(diào)用機(jī)制中引入線程，在線程中完成耗時(shí)的工作，其目的是讓調(diào)用方的主線程繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼而不需要等待被調(diào)方的結(jié)果返回。由于不需要等待，這樣我們就等于同時(shí)做了兩件事情，而這兩件事情分別是在不同的執(zhí)行流中執(zhí)行，主調(diào)者在當(dāng)前的主線程中執(zhí)行，被調(diào)者在另外一個(gè)線程中執(zhí)行，因此提高了程序的效率，避免了界面的響應(yīng)遲鈍。當(dāng)被調(diào)者執(zhí)行完成后，仍然采用回調(diào)通知主調(diào)者。

例如　LongTimeWorker是一個(gè)用于完成耗時(shí)工作的線程，同時(shí)又是消息通知者。其耗時(shí)工作在run方法中完成，另外提供一個(gè)注冊(cè)方法register， 和一個(gè)消息通知方法notifyMessage，在run方法的最后，即耗時(shí)工作完成以后，調(diào)用notifyMessage將消息廣播出去。

3 異步調(diào)用中超時(shí)問題的處理

異步調(diào)用通常都要加入超時(shí)機(jī)制，因?yàn)槲覀兛偸窍Ｍ谝粋€(gè)指定的時(shí)間范圍內(nèi)返回一個(gè)結(jié)果，即使沒有得到結(jié)果也該有個(gè)超時(shí)通知。這時(shí)我們需要使用“限時(shí)線程回調(diào)方式”，它在原有線程回調(diào)的基礎(chǔ)上加上一個(gè)計(jì)時(shí)器Timer以計(jì)算消耗的時(shí)間，如果時(shí)間期限到了任務(wù)還沒有執(zhí)行完成即中斷線程，并將超時(shí)消息廣播出去。LongTimeWorker類需要修改部分的代碼如圖8和圖9所示。

首先LongTimeWorker線程類增加了一個(gè)構(gòu)造方法，其參數(shù)是超時(shí)時(shí)間timeout，構(gòu)造方法的主要任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器，每秒鐘計(jì)時(shí)一次，若超時(shí)時(shí)間到則終止本線程，并廣播超時(shí)消息。LongTimeWorker線程類的第二個(gè)改變發(fā)生在其run方法中，線程一啟動(dòng)立即開始計(jì)時(shí)，完成工作后停止計(jì)時(shí)，并廣播消息。

4 結(jié)束語

異步調(diào)用是一種非阻塞式調(diào)用方式，用于在處理比較耗時(shí)的任務(wù)時(shí)保證程序性能不受到影響。實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用的關(guān)鍵在于要解決三個(gè)技術(shù)難題，它們分別是程序阻塞問題、異步消息的傳遞問題和超時(shí)問題。本文介紹的方法采用并發(fā)線程、回調(diào)機(jī)制和計(jì)時(shí)器使上述問題得到了圓滿解決。

當(dāng)前題目：java代碼使用異步調(diào)度 java 異步編程
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