[JavaScript知识库] Netty 源码分析系列（十七）Promise 源码分析

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> JavaScript知识库 -> Netty 源码分析系列（十七）Promise 源码分析 -> 正文阅读

[JavaScript知识库]Netty 源码分析系列（十七）Promise 源码分析

前言

上篇文章我们讲解了 Netty 的 Future，相关链接如下：

Netty 源码分析系列（十六）Future 源码分析

本篇文章我就就来分析一下可写的 Future，也就是 promise，Netty 中的 Promise 扩展自 Netty 的 Future。

Promise 接口

在 Netty 中，Promise 接口是一种特殊的可写的 Future。 Promise 的核心源码如下：

public interface Promise<V> extends Future<V> {
    Promise<V> setSuccess(V var1);

    boolean trySuccess(V var1);

    Promise<V> setFailure(Throwable var1);

    boolean tryFailure(Throwable var1);

    boolean setUncancellable();

    Promise<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> var1);

    Promise<V> addListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>>... var1);

    Promise<V> removeListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> var1);

    Promise<V> removeListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>>... var1);

    Promise<V> await() throws InterruptedException;

    Promise<V> awaitUninterruptibly();

    Promise<V> sync() throws InterruptedException;

    Promise<V> syncUninterruptibly();
}

从上面可以看出，Promise 就是一个可写的 Future。在 Future 机制中，业务逻辑所在任务执行的状态（成功或失败）是在 Future 中实现的；而在 Promise 中，可以在业务逻辑中控制任务的执行结果，相比 Future 更加灵活。

以下是一个 Promise 的示例（伪代码）。

//异步的耗时任务接收一个 Promise
public Promise asynchronousFunction() {

    Promise promise = new PromiseImpl();

    Object result = null;

    return =search()  //业务逻辑

        if (sucess) {
            promise.setSuccess(result); //通知 promise 当前异步任务成功了，并传入结果
        } else if (failed) {
            promise.setFailure(reason);//通知 promise 当前异步任务失败了
        } else if (error) {
            promise.setFailure(error);//通知 promise 当前异步任务发生了异常
        }
}

//调用异步的耗时操作
Promise promise = asynchronousFunction(promise);//会立即返回 promise

//添加成功处理 / 失败处理 / 异步处理等事件
promise.addListener();//例如：可以添加成功后的执行事件

//继续做其他事件，不需要理会 asynchronousFunction 何时结束
doOtherThings();

在 Netty 中，Promise 继承了 Future，因此也具备了 Future 的所有功能。在 Promise 机制中，可以在业务逻辑中人工设置业务逻辑的成功与失败。

Netty 的常用 Promise 类有 DefaultPromise 类，这是 Promise 实现的基础，DefaultChannelPromise 是 DefaultPromise 的子类，加入了channel属性。

Netty 的 DefaultPromise

Netty 中涉及异步操作的地方都使用了 Promise 。例如，下面是服务器/客户端启动时的注册任务，最终会调用 Unsafe 的 register，调用过程中会传入一个Promise 。Unsafe 进行事件的注册时调用 Promise 可以设置成功或者失败。

//SingleThreadEventLoop.java
public ChannelFuture register(ChannelPromise promise) {
    ObjectUtil.checkNotNull(promise, "promise");
    promise.channel().unsafe().register(this, promise);
    return promise;
}

//AbstractChannel.AbstractUnsafe
public final void register(EventLoop eventLoop, final ChannelPromise promise) {
    ObjectUtil.checkNotNull(eventLoop, "eventLoop");
    if (AbstractChannel.this.isRegistered()) {
        promise.setFailure(new IllegalStateException("registered to an event loop already"));
    } else if (!AbstractChannel.this.isCompatible(eventLoop)) {
        promise.setFailure(new IllegalStateException("incompatible event loop type: " + eventLoop.getClass().getName()));
    } else {
        AbstractChannel.this.eventLoop = eventLoop;
        if (eventLoop.inEventLoop()) {
            this.register0(promise);
        } else {
            try {
                eventLoop.execute(new Runnable() {
                    public void run() {
                        AbstractUnsafe.this.register0(promise);
                    }
                });
            } catch (Throwable var4) {
                AbstractChannel.logger.warn("Force-closing a channel whose registration task was not accepted by an event loop: {}", AbstractChannel.this, var4);
                this.closeForcibly();
                AbstractChannel.this.closeFuture.setClosed();
                this.safeSetFailure(promise, var4);
            }
        }

    }
}

DefaultPromise 提供的功能可以分为两个部分；一个是为调用者提供 get()和addListen()用于获取 Future 任务执行结果和添加监听事件；另一部分是为业务处理任务提供setSucess()等方法设置任务的成功或失败。

1、设置任务的成功或失败

DefaultPromise 核心源码如下：

public class DefaultPromise<V> extends AbstractFuture<V> implements Promise<V> {

    public Promise<V> setSuccess(V result) {
        if (this.setSuccess0(result)) {
            return this;
        } else {
            throw new IllegalStateException("complete already: " + this);
        }
    }

    public boolean trySuccess(V result) {
        return this.setSuccess0(result);
    }

    public Promise<V> setFailure(Throwable cause) {
        if (this.setFailure0(cause)) {
            return this;
        } else {
            throw new IllegalStateException("complete already: " + this, cause);
        }
    }

    public boolean tryFailure(Throwable cause) {
        return this.setFailure0(cause);
    }

    public boolean setUncancellable() {
        if (RESULT_UPDATER.compareAndSet(this, (Object)null, UNCANCELLABLE)) {
            return true;
        } else {
            Object result = this.result;
            return !isDone0(result) || !isCancelled0(result);
        }
    }

    public boolean isSuccess() {
        Object result = this.result;
        return result != null && result != UNCANCELLABLE && !(result instanceof DefaultPromise.CauseHolder);
    }

    public boolean isCancellable() {
        return this.result == null;
    }

    //...

}

2、获取 Future 任务执行结果和添加监听事件

DefaultPromise 的get方法有 3 个。

无参数的get会阻塞等待；
有参数的get会等待指定事件，若未结束就抛出超时异常，这两个get是在其父类 AbstractFuture中实现的。getNow()方法则会立马返回结果。

源码如下：

public V getNow() {
    Object result = this.result;
    return !(result instanceof DefaultPromise.CauseHolder) && result != SUCCESS && result != UNCANCELLABLE ? result : null;
}

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    Object result = this.result;
    if (!isDone0(result)) {
        this.await();
        result = this.result;
    }

    if (result != SUCCESS && result != UNCANCELLABLE) {
        Throwable cause = this.cause0(result);
        if (cause == null) {
            return result;
        } else if (cause instanceof CancellationException) {
            throw (CancellationException)cause;
        } else {
            throw new ExecutionException(cause);
        }
    } else {
        return null;
    }
}

public V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
    Object result = this.result;
    if (!isDone0(result)) {
        if (!this.await(timeout, unit)) {
            throw new TimeoutException();
        }

        result = this.result;
    }

    if (result != SUCCESS && result != UNCANCELLABLE) {
        Throwable cause = this.cause0(result);
        if (cause == null) {
            return result;
        } else if (cause instanceof CancellationException) {
            throw (CancellationException)cause;
        } else {
            throw new ExecutionException(cause);
        }
    } else {
        return null;
    }
}

await() 方法判断 Future 任务是否结束，之后获取 this 锁，如果任务未完成则调用 Object 的 wait()等待。源码如下：

public Promise<V> await() throws InterruptedException { 
    if (this.isDone()) {
        return this;
    } else if (Thread.interrupted()) {
        throw new InterruptedException(this.toString());
    } else {
        this.checkDeadLock();
        synchronized(this) {
            while(!this.isDone()) {
                this.incWaiters();

                try {
                    this.wait();
                } finally {
                    this.decWaiters();
                }
            }

            return this;
        }
    }
    
    //...
}

addListener 方法被调用时，将传入的回调传入listeners对象中。如果监听多于 1 个，会创建DeflaultFutureListeners对象将回调方法保存在一个数组中。

removeListener会将listeners设置为null(只有一个时)或从数组中移除（多个回调时）。源码如下。

public Promise<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
    ObjectUtil.checkNotNull(listener, "listener");
    synchronized(this) {
        this.addListener0(listener);
    }

    if (this.isDone()) {
        this.notifyListeners();
    }

    return this;
}   

public Promise<V> addListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>>... listeners) {
    ObjectUtil.checkNotNull(listeners, "listeners");
    synchronized(this) {
        GenericFutureListener[] var3 = listeners;
        int var4 = listeners.length;
        int var5 = 0;

        while(var5 < var4) {
            GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener = var3[var5];
            if (listener != null) {
                this.addListener0(listener);
                ++var5;
                continue;
            }
        }
    }

    if (this.isDone()) {
        this.notifyListeners();
    }

    return this;
}

public Promise<V> removeListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener) {
    ObjectUtil.checkNotNull(listener, "listener");
    synchronized(this) {
        this.removeListener0(listener);
        return this;
    }
}

public Promise<V> removeListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>>... listeners) {
    ObjectUtil.checkNotNull(listeners, "listeners");
    synchronized(this) {
        GenericFutureListener[] var3 = listeners;
        int var4 = listeners.length;

        for(int var5 = 0; var5 < var4; ++var5) {
            GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener = var3[var5];
            if (listener == null) {
                break;
            }

            this.removeListener0(listener);
        }

        return this;
    }
}

在添加监听器的过程中，如果任务刚好执行完毕 done()，则立即触发监听事件。触发监听通过notifyListeners()实现。主要逻辑如下：

如果当前addListener的线程（准确来说应该是调用了notifyListeners的线程，因为addListener和setSuccess都会调用notifyListeners和 Promise 内的线程池）与当前执行的线程是同一个线程，则放在线程池中执行，否则提交到线程池中执行；

而如果是执行 Future 任务的线程池中的setSuccess时，调用notifyListeners()，会放在当前线程中执行。内部维护了notifyListeners用来记录是否已经触发过监听事件，只有未触发过且监听列表不为空，才会依次遍历并调用operationComplete。

Netty 的 DefaultChannelPromise

DefaultChannelPromise 是 DefaultPromise 的子类，内部维护了一个通道变量 channel。

Promise 机制相关的方法都是调用父类方法。

除此之外，DefaultChannelPromise 还实现了FlushCheckpoint接口，供ChannelFlushPromiseNotifier使用，可以将ChannelFuture注册到ChannelFlushPromiseNotifier类，当有数据写入或到达checkpoint时使用。

核心源码如下：

public class DefaultChannelPromise extends DefaultPromise<Void> implements ChannelPromise, FlushCheckpoint {
    private final Channel channel;
    private long checkpoint;

	//...

    public Channel channel() {
        return this.channel;
    }

    public ChannelPromise setSuccess() {
        return this.setSuccess((Void)null);
    }

    public ChannelPromise setSuccess(Void result) {
        super.setSuccess(result);
        return this;
    }

    public boolean trySuccess() {
        return this.trySuccess((Object)null);
    }

    public ChannelPromise setFailure(Throwable cause) {
        super.setFailure(cause);
        return this;
    }

    //...

    public ChannelPromise promise() {
        return this;
    }

    protected void checkDeadLock() {
        if (this.channel().isRegistered()) {
            super.checkDeadLock();
        }

    }

    public ChannelPromise unvoid() {
        return this;
    }

    public boolean isVoid() {
        return false;
    }
}