Java异步调用转同步的5种方式

1、异步和同步的概念

同步调用：调用方在调用过程中，持续等待返回结果。
异步调用：调用方在调用过程中，不直接等待返回结果，而是执行其他任务，结果返回形式通常为回调函数。


2 、异步转为同步的概率

需要在异步调用过程中，持续阻塞至获得调用结果。


3、异步调用转同步的5种方式

1、使用wait和notify方法

2、使用条件锁

3、Future

4、使用CountDownLatch

5、使用CyclicBarrier

4、构造一个异步调用模型。

我们主要关心call方法，这个方法接收了一个demo参数，并且开启了一个线程，在线程中执行具体的任务，并利用demo的callback方法进行回调函数的调用。大家注意到了这里的返回结果就是一个[0,10)的长整型，并且结果是几，就让线程sleep多久——这主要是为了更好地观察实验结果，模拟异步调用过程中的处理时间。至于futureCall和shutdown方法，以及线程池tp都是为了demo3利用Future来实现做准备的。


public class AsyncCall {
private Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
private ExecutorService tp = Executors.newSingleThreadExecutor(); //demo1,2,4,5调用方法
public void call(BaseDemo demo){ new Thread(()->{ long res = random.nextInt(10); try {
Thread.sleep(res*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} demo.callback(res);
}).start(); } //demo3调用方法
public Future<Long> futureCall(){
return tp.submit(()-> {
long res = random.nextInt(10); try {
Thread.sleep(res*1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} return res;
}); } public void shutdown(){ tp.shutdown(); }}

demo的基类:

public abstract class BaseDemo {
protected AsyncCall asyncCall = new AsyncCall();
public abstract void callback(long response);
public void call(){
System.out.println("发起调用");
asyncCall.call(this);
System.out.println("调用返回");
}}


5、各种方法的具体实现

5.1、使用wait和notify方法

可以看到在发起调用后，主线程利用wait进行阻塞，等待回调中调用notify或者notifyAll方法来进行唤醒。注意，和大家认知的一样，这里wait和notify都是需要先获得对象的锁的。在主线程中最后我们打印了一个内容，这也是用来验证实验结果的，如果没有wait和notify，主线程内容会紧随调用内容立刻打印；而像我们上面的代码，主线程内容会一直等待回调函数调用结束才会进行打印。

没有使用同步操作的情况下，打印结果：

public class Demo1 extends BaseDemo{ private final Object lock = new Object(); @Override
public void callback(long response) {
System.out.println("得到结果");
System.out.println(response);
System.out.println("调用结束"); synchronized (lock) {
lock.notifyAll();
} } public static void main(String[] args) { Demo1 demo1 = new Demo1(); demo1.call(); synchronized (demo1.lock){ try {
demo1.lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} System.out.println("主线程内容"); }
}

没有使用同步操作的情况下，打印结果：

发起调用
调用返回
主线程内容
得到结果
1
调用结束


而使用了同步操作后：

发起调用
调用返回
得到结果
9
调用结束
主线程内容


5.2、使用条件锁

本上和方法5.2没什么区别，只是这里使用了条件锁，两者的锁机制有所不同。

public class Demo2 extends BaseDemo {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition con = lock.newCondition();
@Override
public void callback(long response) { System.out.println("得到结果");
System.out.println(response);
System.out.println("调用结束");
lock.lock(); try {
con.signal();
}finally {
lock.unlock();
} } public static void main(String[] args) { Demo2 demo2 = new Demo2(); demo2.call(); demo2.lock.lock(); try {
demo2.con.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
demo2.lock.unlock();
}
System.out.println("主线程内容");
}
}

5.3、Future

使用Future的方法和之前不太一样，我们调用的异步方法也不一样

public class Demo3{
private AsyncCall asyncCall = new AsyncCall();
public Future<Long> call(){ Future<Long> future = asyncCall.futureCall(); asyncCall.shutdown(); return future; } public static void main(String[] args) { Demo3 demo3 = new Demo3(); System.out.println("发起调用");
Future<Long> future = demo3.call();
System.out.println("返回结果");
while (!future.isDone() && !future.isCancelled());
try {
System.out.println(future.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println("主线程内容"); }
}

5.4、CountDownLatch

使用CountDownLatch或许是日常编程中最常见的一种了，也感觉是相对优雅的一种：

public class Demo4 extends BaseDemo{
private final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
@Override
public void callback(long response) { System.out.println("得到结果");
System.out.println(response);
System.out.println("调用结束"); countDownLatch.countDown(); } public static void main(String[] args) { Demo4 demo4 = new Demo4(); demo4.call(); try {
demo4.countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println("主线程内容"); }

正如大家平时使用的那样，此处在主线程中利用CountDownLatch的await方法进行阻塞，在回调中利用countDown方法来使得其他线程await的部分得以继续运行。

当然，这里和demo1和demo2中都一样，主线程中阻塞的部分，都可以设置一个超时时间，超时后可以不再阻塞

5.5、CyclicBarrier

CyclicBarrier的情况和CountDownLatch有些类似：

public class Demo5 extends BaseDemo{
private CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(2);
@Override
public void callback(long response) { System.out.println("得到结果");
System.out.println(response);
System.out.println("调用结束"); try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
} } public static void main(String[] args) { Demo5 demo5 = new Demo5(); demo5.call(); try {
demo5.cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println("主线程内容"); }
}


大家注意一下，CyclicBarrier和CountDownLatch仅仅只是类似，两者还是有一定区别的。比如，一个可以理解为做加法，等到加到这个数字后一起运行；一个则是减法，减到0继续运行。一个是可以重复计数的；另一个不可以等等等等。

另外，使用CyclicBarrier的时候要注意两点。第一点，初始化的时候，参数数字要设为2，因为异步调用这里是一个线程，而主线程是一个线程，两个线程都await的时候才能继续执行，这也是和CountDownLatch区别的部分。第二点，也是关于初始化参数的数值的，和这里的demo无关，在平时编程的时候，需要比较小心，如果这个数值设置得很大，比线程池中的线程数都大，那么就很容易引起死锁了。