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                ### 引言 在Akka中, 一個`Future`是用來獲取某個并發操作的結果的數據結構。這個操作通常是由Actor執行或由Dispatcher直接執行的. 這個結果可以以同步(阻塞)或異步(非阻塞)的方式訪問。 Future提供了一種簡單的方式來執行并行算法。 ### Future直接使用 Future中的一個常見用例是在不需要使用Actor的情況下并發地執行計算。 Future有兩種使用方式: > 1. 阻塞方式(Blocking):該方式下,父actor或主程序停止執行知道所有future完成各自任務。通過`scala.concurrent.Await`使用。 > 1. 非阻塞方式(Non-Blocking),也稱為回調方式(Callback):父actor或主程序在執行期間啟動future,future任務和父actor并行執行,當每個future完成任務,將通知父actor。通過`onComplete`、`onSuccess`、`onFailure`方式使用。 ### 執行上下文(ExecutionContext) 為了運行回調和操作,Futures需要有一個`ExecutionContext`。 如果你在作用域內有一個`ActorSystem`,它會它自己派發器用作ExecutionContext,你也可以用ExecutionContext伴生對象提供的工廠方法來將Executors和ExecutorServices進行包裹,或者甚至創建自己的實例。 通過導入`ExecutionContext.Implicits.global`來導入默認的全局執行上下文。你可以把該執行上下文看做是一個線程池,ExecutionContext是在某個線程池執行任務的抽象。 如果在代碼中沒有導入該執行上下文,代碼將無法編譯。 ### 阻塞方式 第一個例子展示如何創建一個future,然后通過阻塞方式等待其計算結果。雖然阻塞方式不是一個很好的用法,但是可以說明問題。 這個例子中,通過在未來某個時間計算1+1,當計算結果后再返回。 ~~~ import scala.concurrent.{Await, Future} import scala.concurrent.duration._ import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global object FutureBlockDemo extends App{ implicit val baseTime = System.currentTimeMillis // create a Future val f = Future { Thread.sleep(500) 1+1 } // this is blocking(blocking is bad) val result = Await.result(f, 1 second) // 如果Future沒有在Await規定的時間里返回, // 將拋出java.util.concurrent.TimeoutException println(result) Thread.sleep(1000) } ~~~ 代碼解釋: > 1. 在上面的代碼中,被傳遞給Future的代碼塊會被缺省的`Dispatcher`所執行,代碼塊的返回結果會被用來完成`Future`。 與從Actor返回的Future不同,這個Future擁有正確的類型, 我們還避免了管理Actor的開銷。 > 1. `Await.result`方法將阻塞1秒時間來等待Future結果返回,如果Future在規定時間內沒有返回,將拋出`java.util.concurrent.TimeoutException`異常。 > 1. 通過導入`scala.concurrent.duration._`,可以用一種方便的方式來聲明時間間隔,如`100 nanos`,`500 millis`,`5 seconds`、`1 minute`、`1 hour`,`3 days`。還可以通過`Duration(100, MILLISECONDS)`,`Duration(200, "millis")`來創建時間間隔。 ### 非阻塞方式(回調方式) 有時你只需要監聽`Future`的完成事件,對其進行響應,不是創建新的Future,而僅僅是產生副作用。 通過`onComplete`,`onSuccess`,`onFailure`三個回調函數來異步執行Future任務,而后兩者僅僅是第一項的特例。 使用onComplete的代碼示例: ~~~ import scala.concurrent.{Future} import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global import scala.util.{Failure, Success} import scala.util.Random object FutureNotBlock extends App{ println("starting calculation ...") val f = Future { Thread.sleep(Random.nextInt(500)) 42 } println("before onComplete") f.onComplete{ case Success(value) => println(s"Got the callback, meaning = $value") case Failure(e) => e.printStackTrace } // do the rest of your work println("A ...") Thread.sleep(100) println("B ....") Thread.sleep(100) println("C ....") Thread.sleep(100) println("D ....") Thread.sleep(100) println("E ....") Thread.sleep(100) Thread.sleep(2000) } ~~~ 使用onSuccess、onFailure的代碼示例: ~~~ import scala.concurrent.{Future} import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global import scala.util.{Failure, Success} import scala.util.Random object Test12_FutureOnSuccessAndFailure extends App{ val f = Future { Thread.sleep(Random.nextInt(500)) if (Random.nextInt(500) > 250) throw new Exception("Tikes!") else 42 } f onSuccess { case result => println(s"Success: $result") } f onFailure { case t => println(s"Exception: ${t.getMessage}") } // do the rest of your work println("A ...") Thread.sleep(100) println("B ....") Thread.sleep(100) println("C ....") Thread.sleep(100) println("D ....") Thread.sleep(100) println("E ....") Thread.sleep(100) Thread.sleep(1000) } ~~~ 代碼解釋: 上面兩段例子中,Future結構中隨機延遲一段時間,然后返回結果或者拋出異常。 然后在回調函數中進行相關處理。 ### 創建返回Future[T]的方法 先看一下示例: ~~~ import scala.concurrent.{Await, Future, future} import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global import scala.util.{Failure, Success} object ReturnFuture extends App{ implicit val baseTime = System.currentTimeMillis // `future` method is another way to create a future // It starts the computation asynchronously and retures a Future[Int] that // will hold the result of the computation. def longRunningComputation(i: Int): Future[Int] = future { Thread.sleep(100) i + 1 } // this does not block longRunningComputation(11).onComplete { case Success(result) => println(s"result = $result") case Failure(e) => e.printStackTrace } // keep the jvm from shutting down Thread.sleep(1000) } ~~~ 代碼解釋: 上面代碼中的longRunningComputation返回一個`Future[Int]`,然后進行相關的異步操作。 其中`future`方法是創建一個future的另一種方法。它將啟動一個異步計算并且返回包含計算結果的`Future[T]`。 ### Future用于Actor 通常有兩種方法來從一個Actor獲取回應: 第一種是發送一個消息`actor ! msg`,這種方法只在發送者是一個Actor時有效;第二種是通過一個Future。 使用Actor的`?`方法來發送消息會返回一個Future。 要等待并獲取結果的最簡單方法是: ~~~ import scala.concurrent.Await import akka.pattern.ask import scala.concurrent.duration._ import akka.util.Timeout implicit val timeout = Timeout(5 seconds) val future = actor ? msg val result = Await.result(future, timeout.duration).asInstanceOf[String] ~~~ 下面是使用`?`發送消息給actor,并等待回應的代碼示例: ~~~ import akka.actor._ import akka.pattern.ask import akka.util.Timeout import scala.concurrent.{Await, Future} import scala.language.postfixOps import scala.concurrent.duration._ case object AskNameMessage class TestActor extends Actor { def receive = { case AskNameMessage => // respond to the 'ask' request sender ! "Fred" case _ => println("that was unexpected") } } object AskDemo extends App{ //create the system and actor val system = ActorSystem("AskDemoSystem") val myActor = system.actorOf(Props[TestActor], name="myActor") // (1) this is one way to "ask" another actor for information implicit val timeout = Timeout(5 seconds) val future = myActor ? AskNameMessage val result = Await.result(future, timeout.duration).asInstanceOf[String] println(result) // (2) a slightly different way to ask another actor for information val future2: Future[String] = ask(myActor, AskNameMessage).mapTo[String] val result2 = Await.result(future2, 1 second) println(result2) system.shutdown } ~~~ 代碼解釋: > 1. `Await.result(future, timeout.duration).asInstanceOf[String]`會導致當前線程被阻塞,并等待actor通過它的應答來完成`Future`。但是阻塞會導致性能問題,所以是不推薦的。致阻塞的操作位于`Await.result`和`Await.ready`中,這樣就方便定位阻塞的位置。 > 1. 還要注意actor返回的Future的類型是`Future[Any]`,這是因為actor是動態的。 這也是為什么上例中注釋(1)使用了`asInstanceOf`。 > 1. 在使用非阻塞方式時,最好使用`mapTo`方法來將Future轉換到期望的類型。如果轉換成功,`mapTo`方法會返回一個包含結果的新的 Future,如果不成功,則返回`ClassCastException`異常。 **轉載請注明作者Jason Ding及其出處** [Github博客主頁(http://jasonding1354.github.io/)](http://jasonding1354.github.io/) [GitCafe博客主頁(http://jasonding1354.gitcafe.io/)](http://jasonding1354.gitcafe.io/) [CSDN博客(http://blog.csdn.net/jasonding1354)](http://blog.csdn.net/jasonding1354) [簡書主頁(http://www.jianshu.com/users/2bd9b48f6ea8/latest_articles)](http://www.jianshu.com/users/2bd9b48f6ea8/latest_articles) **Google搜索jasonding1354進入我的博客主頁**
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