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新日撸java三百行` 新手小白java学习记录 `Day1

article 2024/11/18 0:41:40

新日撸java三百行`新手小白java学习记录`

Day1 模拟多线程回调机制

文章目录

新日撸java三百行` 新手小白java学习记录 `
前言
一、模拟异步机制
提出问题
解决方案

前言

古人称长江为江，黄河为河。长江水清，黄河水浊，长江在流，黄河也在流。长江之水灌溉了两岸数省之田地，黄河之水也灌溉了数省两岸之田地，只能不因水清而偏用，也只能不因水浊而偏废，自古皆然。

一、模拟异步机制

提出问题

众所周知，java实现多线程可以实现Runnable、Callable两个接口，两者区别在于有无返回值。
目标：探究Callable的返回值如何返回的
问题：主线程中派生一个线程A执行有返回值的任务，如何解决主子线程时间差。

解决方案

使用一个已知的对象来承接返回值，命名为MyCompletableFuture。

1.定义自已的任务实现接口myable类似Callable接口

public interface Myable<T> {
    T my();
}

2.创建MyCompletableFuture类
核心类，目的是截断子线程的返回值，使用该类代替子线程的返回值。
大概逻辑：持有任务接口（符合里式替换原则），持有任务的返回值result，持有标志位isComplete判断任务是否完成，持有还有一个自定义回调接口CallBack。
– get()方法，调用该方法的线程会尝试获取任务的结果，此时有两种情况：任务完成和未完成。
– submit()方法开启一个线程，调用任务接口的my方法执行任务并将返回值赋值给result，完成后调用Complete()方法
– Complete()方法将标志位变成true标明任务完成；唤醒等待中的线程；调用回调。

public class MyCompletableFuture<T> {

    private Myable<T> myable;
    private T result;
    private Exception exception;

    private boolean isComplete = false;

    // private List<Function<T , ?>> callbacks = new ArrayList();

    private List<CallBack<T , ?>> callbacks = new ArrayList();
    public MyCompletableFuture() {
    }

    public MyCompletableFuture(Myable<T> myable) {
        this.myable = myable;
    }

    /**
     * 线程的启动方法 ， 运行一个Myable的实现类 ， 并接受返回值复制给当前类属性 ， 而后调用Complete()方法。
     */
    public void submit(){
        new Thread(
                ()->{
                    this.result = myable.my();
                    try {
                        Complete();
                    } catch (Exception e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
        ).start();
    }

    /**
     * 当此方法被调用，说明返回值已经被成功接收 ， 届时可以调整状态属性 ， 唤醒调用get（）的其他线程 ， 执行回调。
     * @throws Exception
     */
    private synchronized void  Complete() throws Exception {

        // this.result = result;
        isComplete = true;
        notifyAll();
        executeCallbacks();
    }

    public synchronized void completeExceptionally (Exception e){
        this.exception = e;
        this.isComplete = true;
        notifyAll();
        executeCallbacks();
    }

    /**
     * 判断返回值是否就绪 ， 如果就绪则调用列表中的订阅者的回调函数 ， 否则订阅该列表。
     * @param callback : 实现CallBack接口的回调方法
     * @return
     */
    public synchronized MyCompletableFuture<Void> thenApply(CallBack<T , ?> callback){
        if(isComplete){
            if(exception != null){
                throw new RuntimeException(exception);
            }
            callback.callBack(result);
        }
        else {
            callbacks.add(callback);
        }
        return new MyCompletableFuture<>();
    }


    /**
     * 发布订阅模式执行回调。
     */
    public synchronized void executeCallbacks(){
        for (CallBack<T, ?> callback: callbacks
             ) {
            callback.callBack(result);
        }

        callbacks.clear();
    }


    /**
     * 获取返回值的方法，如果准备就绪则获取，否则wait();
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public synchronized T get() throws  Exception{
        if(!isComplete){
            wait();
        }

        if(exception != null){
            throw exception;
        }
        return result;
    }
}

3.回调实现逻辑
– 定义回调接口CallBack（函数式编程接口）

public interface CallBack<T , R> {
    R callBack(T t);
}

– 使用发布订阅模式在MyCompletableFuture中持有了一个CallBack类型的List，实现一个注册方法thenApply，当需要子线程结果的时候就调用thenApply方法

4.使用案例
定义任务类实现任务接口，任务就是对一个数组排序

class AsyncProcessor implements Myable<int[]>{

    int nums[] ;

    public AsyncProcessor(int[] nums) {
        this.nums = nums;
    }

    @Override
    public int[] my() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("耗时排序中.......");
            Thread.sleep(2000);


            Arrays.sort(nums);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return nums;
    }
}

主函数将任务交给MyCompletableFuture

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int nums[] = new int[]{1,5,7,8,1,5,78,1,5,1};
        AsyncProcessor processor = new AsyncProcessor(nums);


        MyCompletableFuture<int[]> futureResult = new MyCompletableFuture<>(processor);

        futureResult.submit();

        futureResult.thenApply(result -> {
            System.out.println("最大值: " + result[nums.length-1]);
            return null; // 返回值为 void
        });

        futureResult.thenApply(result -> {
            System.out.println("最小值: " + result[0]);
            return null; // 返回值为 void
        });


        futureResult.thenApply(result -> {
            System.out.println("排序结果: " + Arrays.toString(result));
            return null; // 返回值为 void
        });
        // 在主线程继续执行其他操作
        System.out.println("请求已发送，等待处理结果...");

        // 获取结果（会阻塞直到完成）
        try {
            futureResult.get(); // 获取处理结果，等待完成
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}