兩個經典例子讓你徹底理解Java回調機制
本文轉載自微信公眾號「程序新視界」，作者二師兄。轉載本文請聯系程序新視界公眾號。
前言
先讓我們通過一個生活中的場景來還原一下回調的場景：你遇到了一個技術難題(比如，1+1等于幾?太難了!)，于是你去咨詢大牛，大牛說現在正在忙，待會兒告訴你結果。
此時，你可能會去刷朋友圈了，等大牛忙完之后，告訴你答案是2。
那么，這個過程中詢問問題(調用對方接口)，然后問題解決之后再告訴你(對方處理完再調用你，通知結果)，這一過程便是回調。
系統調用的分類
應用系統模塊之間的調用，通常分為：同步調用，異步調用，回調。
同步調用
同步調用是最基本的調用方式。類A的a()方法調用類B的b()方法，類A的方法需要等到B類的方法執行完成才會繼續執行。如果B的方法長時間阻塞，就會導致A類方法無法正常執行下去。
異步調用
如果A調用B，B的執行時間比較長，那么就需要考慮進行異步處理，使得B的執行不影響A。通常在A中新起一個線程用來調用B，然后A中的代碼繼續執行。
異步通常分兩種情況：第一，不需要調用結果，直接調用即可，比如發送消息通知;第二，需要異步調用結果，在Java中可使用Future+Callable實現。
回調
通過上圖我們可以看到回到屬于一種雙向的調用方式。回調的基本上思路是：A調用B，B處理完之后再調用A提供的回調方法(通常為callbakc())通知結果。
通常回調分為：同步回調和異步回調。網絡上大多數的回調案例都是同步回調。
其中同步回調與同步調用類似，代碼運行到某一個位置的時候，如果遇到了需要回調的代碼，會在這里等待，等待回調結果返回后再繼續執行。
而異步回調與異步調用類似，代碼執行到需要回調的代碼的時候，并不會停下來，而是繼續執行，當然可能過一會回調的結果會返回回來。
同步回調實例
下面我們以同步回調為例來講解回調的Java代碼實現。整個過程就模擬上面問答問題的場景。
首先，定義給一個CallBack的接口，將回調的功能進行單獨抽離：
- public interface CallBack {
- void callback(String string);
- }
CallBack接口中提供了一個callback方法，用于回調時調用。
然后定義問問題的人Person：
- public class Person implements CallBack {
- private Genius genius;
- public Person(Genius genius) {
- this.genius = genius;
- }
- @Override
- public void callback(String string) {
- System.out.println("收到答案：" + string);
- }
- public void ask() {
- genius.answer(this);
- }
- }
由于Person要提供回調方法，因此實現CallBack接口及其方法，方法中主要針對回調結果進行處理。
同時，由于Person要調用Genius對應的方法，因此要持有Genius的引用，這里通過構造方法傳入。
定義回答問題的大神Genius類：
- public class Genius {
- public void answer(CallBack callBack) {
- System.out.println("在忙其他事...");
- try {
- Thread.sleep(2000);
- System.out.println("忙完其他事，開始計算...");
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- System.out.println("天才計算出答案為：2");
- // 回調告訴你
- callBack.callback("2");
- }
- }
這模擬大神正在忙碌，線程睡眠2秒，忙碌完之后，開始幫忙計算答案，獲得答案之后，調用CallBack接口的callback方法進行回調，通知結果。
通過Main方法進行測試：
- public static void main(String[] args) {
- Genius genius = new Genius();
- Person you = new Person(genius);
- you.ask();
- }
執行打印結果如下：
- 在忙其他事...
- 忙完其他事，開始計算...
- 天才計算出答案為：2
- 收到答案：2
上面的過程，就實現了一個同步回調的功能。當然，從程序設計上來說，可以對Person和Genius進一步抽象化處理，通過接口的形式呈現。
在上述回調機制的代碼實現中，最核心的是在調用answer方法時傳遞了this參數，即調用者自身。
從本質上來說，回調是一種思想，是一種機制，至于具體如何實現，如何通過代碼將回調實現得優雅、實現得可擴展性比較高，就需要八仙過海各顯神通了。
異步回調實例
上面的實例演示了同步回調，很明顯在調用的過受到Genius執行時長的影響，需要等到Genius處理完才能繼續執行Person方法中的后續代碼。
下面在上述示例上進行改進，Person提供一個支持異步回調的方法：
- public void askASyn() {
- System.out.println("創建新線程請教問題");
- new Thread(() -> genius.answer(this)).start();
- System.out.println("新線程已啟動...");
- }
在該方法內，新建了一個線程用來處理Genius#answer方法的調用，這樣就能夠跳過Genius#answer方法的阻塞，直接執行下面的操作(日志打印)。
在main方法中將調用的方法改為askASyn，打印結果如下：
- 創建新線程請教問題
- 新線程已啟動...
- 在忙其他事...
- 忙完其他事，開始計算...
- 天才計算出答案為：2
- 收到答案：2
可以看出，直接打印了“新線程已啟動...”，后續才打印出Genius#answer方法方法中處理日志和回調時callback方法接收到的信息。
基于Future的半異步
除了上述的同步，異步處理，還有一種介于同步和異步之間的基于Future的半異步處理。
在Java使用nio后無法立即拿到真實的數據，而是先得到一個"future"，可以理解為郵戳或快遞單，為了獲悉真正的數據我們需要不停的通過快遞單號"future"查詢快遞是否真正寄到。
Futures是一個抽象的概念，它表示一個值，在某一點會變得可用。一個Future要么獲得計算完的結果，要么獲得計算失敗后的異常。
通常什么時候會用到Future呢?一般來說，當執行一個耗時的任務時，使用Future就可以讓線程暫時去處理其他的任務，等長任務執行完畢再返回其結果。
經常會使用到Future的場景有：1. 計算密集場景。2. 處理大數據量。3. 遠程方法調用等。
Java在java.util.concurrent包中附帶了Future接口，它使用Executor異步執行。
例如下面的代碼，每傳遞一個Runnable對象到ExecutorService.submit()方法就會得到一個回調的Future，使用它檢測是否執行，這種方法可以是同步等待線處理結果完成。
- public class TestFuture {
- public static void main(String[] args) {
- //實現一個Callable接口
- Callable<User> c = () -> {
- //這里是業務邏輯處理
- //讓當前線程阻塞1秒看下效果
- Thread.sleep(1000);
- return new User("張三");
- };
- ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(2);
- // 記得要用submit，執行Callable對象
- Future<User> fn = es.submit(c);
- // 一定要調用這個方法，不然executorService.isTerminated()永遠不為true
- es.shutdown();
- // 無限循環等待任務處理完畢 如果已經處理完畢 isDone返回true
- while (!fn.isDone()) {
- try {
- //處理完畢后返回的結果
- User nt = fn.get();
- System.out.println(nt.name);
- } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- static class User {
- private String name;
- private User(String name) {
- this.name = name;
- }
- }
- }
此種情況下雖然是創建了新線程來進行處理，但還是需要等待處理的結果。好處是可以將批量的處理，分為幾個線程同時進行處理，最后對結果進行合并，達到提升處理效率的目的。
小結
經過這篇文章，想必大家對Java的回調機制已經有所了解，在各類開源框架中，其實也會經常看到回調的使用，活學活用。
