使用future实现内置异步API

10-01-19 banq
当设计并发策略时，要将 "what做什么"和 "how怎么做"进行分离，

Prefer Futures to Baked-In "Async APIs"一文介绍了如何使用语言的并行API通过异步来实现这点。

普通同步性质的方法如下：

RetType DoSomething(
  InParameters ins,
  OutParameters outs
);
<p class="indent">


如果DoSomething 将花费很长时间执行，无论它是否耗费CPU，比如从数据库中加载一个数据就是很耗费时间的，那么是不是在DoSomething执行的同时，我们做做其他事情呢？

比如：

result = DoSomething( this, that, outTheOther );
OtherWork();
<p class="indent">


如果OtherWork不依赖result 这个值，那么我们让DoSomething使用通常意义上的异步执行就没有问题。

但是如果OtherWork依赖上一步执行结果result，怎么办？

第一个方案是使用Begin/End 模式实现：
设计一个开始接口，如下

IAsyncResult BeginDoSomething(
  InParameters ins
);
<p class="indent">

再设计一个结果接口，如下：

RetType  EndDoSomething(
  IAsyncResult asyncResult,//上一接口计算的结果
  OutParameters outs
);
<p class="indent">


使用方式如下代码：

IAsyncResult ar = BeginDoSomething( this, that );
result = DoSomething( this, that, outTheOther );

//在DoSomething运行同时，执行OtherWork
OtherWork();

//将上面两个融合Join, 
ar.AsyncWaitHandle.WaitOne();//必要时需要等待
result = EndDoSomething( ar, outtheOther );

<p class="indent">


这个模式需要在最后等待，无论DoSomething和OtherWork哪个先做完，都要等待对方，这个性能会很差，当然该文从.NET框架等多个角度说明这个模式一些局限，这里不再引述，可以参考原文。

我们主要目的是要将“如何异步运行这个工作 ”(也就是调用"how如何做")和做什么分离开来。在上面这个案例中，我们关注的是让DoSomething和OtherWork异步启动，而DoSomething如何异步运行(how)，应该不是我们关心的，至少应该从上面这段调用代码中分离出去。而 begin/end 模式并没有帮助我们做到这点，相反是将How和What耦合在一起了。

让我们来看看如何实现How和What分离解耦：
1.使用一个分离的Task任务调用来运行How的工作内容，根据你的语言平台，比如如果是Java/.NET，使用pool.run( /*task*/ )，如果C++0x，使用async( /*task*/ ) .

2.使用futures来管理异步运行的结果. 这实际就是类Java JDK中的Future<T> API, C++0x标准即将也会有，而.NET下一个版本使用的是Task<T>.

这样，上面案例代码如下:

//第一步 asynchronous call
future<int> result =
  async( ()=<{ return CallSomeFunc(x,y,z); } );


//第二步  code here runs concurrently with CallSomeFunc 
//同时运行其他事情

//第三步 use result when it's ready (this might block)
//在这里使用异步运行dosomething的结果
DoSomethingWith( result.value() );
<p class="indent">


这里代码为什么和前面代码不完全一致，因为我们根据How和What分离，更改了设计，如果前面案例的otherwork依赖DoSomething的结果，那么，我们就要将otherwork内容进行分解，将otherwork中不依赖DoSomething结果的内容首先运行，也就是上面第二步，然后，使用在第三步，我们将两个计算结果融合。

这种使用Future特性将How和What分离的模式，已经被使用在JdonFramework 6.2的Domain Events，实际就是Domain Events的内在机制，当领域模型中激活一个事件时，实际就是发送了一个消息，在JdonFramework中，监听消息实际执行如下代码：

private void asynExecMessageListener(final DomainMessage message) {
 FutureTask futureTask = new FutureTask(new Callable<Boolean>() {
    public Boolean call() throws Exception {
	try {
        	message.getMessageListener().action(message);
	} catch (Exception e) {
                 ....
		return true;
	}
	});

	message.addFutureTask(futureTask);//运行futuretask
	executor.execute(futureTask);//相当于pool.run

	}
<p class="indent">


应该说：JdonFramework 6.2是将EDA和Java并行计算，异步可伸缩性融合在一起，在设计理念是先进的，本文也可以验证这点。参考Domain Events异步应用

[该贴被admin于2010-01-20 09:22修改过]

xmuzyu
2010-01-19 21:07
通过切分，使得数据分布在多个节点，然后进行并行处理，而处理的方式采用移动计算到存储数据的地方，其实这里面也涉及到了how,what的问题，我只需要写出计算Task，然后将Task分发给不同的节点，（至于Task怎么调度，怎么执行我不管）最终通过client聚合计算结果返回给用户就Ok了，因此对于大数据的处理，首先要切分，然后并行处理，最终聚合结果。

netcasewqs
2010-04-12 12:08
其实Begin/End方式+.Net委托可以实现很轻量并类似与Future的异步机制：


//根据部门Id统计部门下所有员工的数量
        int GetEmployeeCount(int departmentId)
        {
            Thread.Sleep(1000);
            return 100;
        }

        //输出员工数量
        void OutputEmployeeCount(int employeeCount)
        {
            Assert.IsTrue(employeeCount == 100);
        }
        

        Func<int, int> task = GetEmployeeCount;
        int departmentId = 1;
        task.BeginInvoke(departmentId, future => OutputEmployeeCount(task.EndInvoke(future)), null);

<p class="indent">