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并行框架说明

有问题、或者有特定的场景需求可以给作者发邮件说明，感谢您的意见。wuweifeng10@jd.com, liwangyang@jd.com

该框架目前正在 京东App后台 接受苛刻、高并发、海量用户等复杂场景业务的检验测试，随时会根据实际情况发布更新和bugFix。

有对区块链感兴趣的，可以参考项目作者另一个GVP项目，java区块链底层入门。

并行常见的场景

1 客户端请求服务端接口，该接口需要调用其他N个微服务的接口

譬如 请求我的购物车，那么就需要去调用用户的rpc、商品详情的rpc、库存rpc、优惠券等等好多个服务。同时，这些服务还有相互依赖关系，譬如必须先拿到商品id后，才能去库存rpc服务请求库存信息。 最终全部获取完毕后，或超时了，就汇总结果，返回给客户端。

2 并行执行N个任务，后续根据这1-N个任务的执行结果来决定是否继续执行下一个任务

如用户可以通过邮箱、手机号、用户名登录，登录接口只有一个，那么当用户发起登录请求后，我们需要并行根据邮箱、手机号、用户名来同时查数据库，只要有一个成功了，都算成功，就可以继续执行下一步。而不是先试邮箱能否成功、再试手机号……

再如某接口限制了每个批次的传参数量，每次最多查询10个商品的信息，我有45个商品需要查询，就可以分5堆并行去查询，后续就是统计这5堆的查询结果。就看你是否强制要求全部查成功，还是不管有几堆查成功都给客户做返回

再如某个接口，有5个前置任务需要处理。其中有3个是必须要执行完毕才能执行后续的，另外2个是非强制的，只要这3个执行完就可以进行下一步，到时另外2个如果成功了就有值，如果还没执行完，就是默认值。

3 需要进行线程隔离的多批次任务

如多组任务， 各组任务之间彼此不相关，每组都需要一个独立的线程池，每组都是独立的一套执行单元的组合。有点类似于hystrix的线程池隔离策略。

4 单机工作流任务编排

5 其他有顺序编排的需求

并行场景之核心——任意编排

1 多个执行单元的串行请求

2 多个执行单元的并行请求

3 阻塞等待，串行的后面跟多个并行

4 阻塞等待，多个并行的执行完毕后才执行某个

5 串并行相互依赖

6 复杂场景

并行场景可能存在的需求之——每个执行结果的回调

传统的Future、CompleteableFuture一定程度上可以完成任务编排，并可以把结果传递到下一个任务。如CompletableFuture有then方法，但是却无法做到对每一个执行单元的回调。譬如A执行完毕成功了，后面是B，我希望A在执行完后就有个回调结果，方便我监控当前的执行状况，或者打个日志什么的。失败了，我也可以记录个异常信息什么的。

此时，CompleteableFuture就无能为力了。

我的框架提供了这样的回调功能。并且，如果执行异常、超时，可以在定义这个执行单元时就设定默认值。

并行场景可能存在的需求之——执行顺序的强依赖和弱依赖

如上图的3，A和B并发执行，最后是C。

有些场景下，我们希望A和B都执行完毕后，才能执行C，CompletableFuture里有个allOf(futures…).then()方法可以做到。

有些场景下，我们希望A或者B任何一个执行完毕，就执行C，CompletableFuture里有个anyOf(futures…).then()方法可以做到。

我的框架同样提供了类似的功能，通过设定wrapper里的addDepend依赖时，可以指定依赖的任务是否must执行完毕。如果依赖的是must要执行的，那么就一定会等待所有的must依赖项全执行完毕，才执行自己。

如果依赖的都不是must，那么就可以任意一个依赖项执行完毕，就可以执行自己了。

注意：这个依赖关系是有必须和非必须之分的，还有一个重要的东西是执行单元不能重复执行。譬如图4，如果B执行完毕，然后执行了A，此时C终于执行完了，然后也到了A，此时就会发现A已经在执行，或者已经完毕（失败），那么就不应该再重复执行A。

还有一种场景，如下图，A和D并行开始，D先执行完了，开始执行Result任务，此时B和C都还没开始，然后Result执行完了，虽然B和C都还没执行，但是已经没必要执行了。B和C这些任务是可以被跳过的，跳过的原则是他们的NextWrapper已经有结果了或者已经在执行了。我提供了checkNextWrapperResult方法来控制，当后面的任务已经执行了，自己还要不要执行的逻辑控制。当然，这个控制仅限于nextWrapper只有一个时才成立。

并发场景可能存在的需求之——依赖上游的执行结果作为入参

譬如A-B-C三个执行单元，A的入参是String，出参是int，B呢它需要用A的结果作为自己的入参。也就是说A、B并不是独立的，而是有结果依赖关系的。

在A执行完毕之前，B是取不到结果的，只是知道A的结果类型。

那么，我的框架也支持这样的场景。可以在编排时，就取A的结果包装类，作为B的入参。虽然此时尚未执行，必然是空，但可以保证A执行完毕后，B的入参会被赋值。

并发场景可能存在的需求之——全组任务的超时

一组任务，虽然内部的各个执行单元的时间不可控，但是我可以控制全组的执行时间不超过某个值。通过设置timeOut，来控制全组的执行阈值。

并发场景可能存在的需求之——高性能、低线程数

该框架全程无锁，不依靠线程锁来保证顺序。

创建线程量少。

如这样的，A会运行在B、C执行更慢的那个单元的线程上，而不会额外创建线程。

asyncTool特点

解决任意的多线程并行、串行、阻塞、依赖、回调的并发框架，可以任意组合各线程的执行顺序，带全链路回调和超时控制。

其中的A、B、C分别是一个最小执行单元（worker），可以是一段耗时代码、一次Rpc调用等，不局限于你做什么。

该框架可以将这些worker，按照你想要的各种执行顺序，加以组合编排。最终得到结果。

并且，该框架 为每一个worker都提供了执行结果的回调和执行失败后自定义默认值 。譬如A执行完毕后，A的监听器会收到回调，带着A的执行结果（成功、超时、异常）。

根据你的需求，将各个执行单元组合完毕后，开始在主线程执行并阻塞，直到最后一个执行完毕。并且 可以设置全组的超时时间 。

该框架支持后面的执行单元以前面的执行单元的结果为自己的入参 。譬如你的执行单元B的入参是ResultA，ResultA就是A的执行结果，那也可以支持。在编排时，就可以预先设定B或C的入参为A的result，即便此时A尚未开始执行。当A执行完毕后，自然会把结果传递到B的入参去。

如果只是需要用这个框架，请往下看即可。如果需要深入了解这个框架是如何一步一步实现的，从接到需求，到每一步的思考，每个类为什么这么设计，为什么有这些方法，也就是如何从0到1开发出这个框架，作者在csdn开了专栏专门讲中间件如何从0开发，包括并不限于这个小框架。京东内部同事可在cf上搜索erp也能看到。

京东同事通过引用如下maven来使用。

            <dependency>
                <groupId>com.jd.platform</groupId>
                <artifactId>asyncTool</artifactId>
                <version>1.3.1-SNAPSHOT</version>
            </dependency>

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外网不可访问，可通过下载代码打jar包的形式引用

基本组件

worker： 一个最小的任务执行单元。通常是一个网络调用，或一段耗时操作。

T，V两个泛型，分别是入参和出参类型。

譬如该耗时操作，入参是String，执行完毕的结果是Integer，那么就可以用泛型来定义。

多个不同的worker之间，没有关联，分别可以有不同的入参、出参类型。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!/**
 * 每个最小执行单元需要实现该接口
 * @author wuweifeng wrote on 2019-11-19.
 */
public interface IWorker<T, V> {
    /**
     * 在这里做耗时操作，如rpc请求、IO等
     *
     * @param object
     *         object
     */
    V action(T object);

    /**
     * 超时、异常时，返回的默认值
     * @return 默认值
     */
    V defaultValue();
}

callBack：对每个worker的回调。worker执行完毕后，会回调该接口，带着执行成功、失败、原始入参、和详细的结果。

/**
 * 每个执行单元执行完毕后，会回调该接口</p>
 * 需要监听执行结果的，实现该接口即可
 * @author wuweifeng wrote on 2019-11-19.
 */
public interface ICallback<T, V> {

    void begin();

    /**
     * 耗时操作执行完毕后，就给value注入值
     *
     */
    void result(boolean success, T param, WorkResult<V> workResult);
}

wrapper：组合了worker和callback，是一个 最小的调度单元 。通过编排wrapper之间的关系，达到组合各个worker顺序的目的。

wrapper的泛型和worker的一样，决定了入参和结果的类型。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper = new WorkerWrapper<>(w, "0", w);
        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper1 = new WorkerWrapper<>(w1, "1", w1);
        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper2 = new WorkerWrapper<>(w2, "2", w2);
        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper3 = new WorkerWrapper<>(w3, "3", w3);

如

0执行完,同时1和2, 1\2都完成后3。3会等待2完成

此时，你可以定义一个 worker

/**
 * @author wuweifeng wrote on 2019-11-20.
 */
public class ParWorker1 implements IWorker<String, String>, ICallback<String, String> {

    @Override
    public String action(String object) {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "result = " + SystemClock.now() + "---param = " + object + " from 1";
    }

    @Override
    public String defaultValue() {
        return "worker1--default";
    }

    @Override
    public void begin() {
        //System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "- start --" + System.currentTimeMillis());
    }

    @Override
    public void result(boolean success, String param, WorkResult<String> workResult) {
        if (success) {
            System.out.println("callback worker1 success--" + SystemClock.now() + "----" + workResult.getResult()
                    + "-threadName:" +Thread.currentThread().getName());
        } else {
            System.err.println("callback worker1 failure--" + SystemClock.now() + "----"  + workResult.getResult()
                    + "-threadName:" +Thread.currentThread().getName());
        }
    }

}

通过这一个类看一下，action里就是你的耗时操作，begin就是任务开始执行时的回调，result就是worker执行完毕后的回调。当你组合了多个执行单元时，每一步的执行，都在掌控之内。失败了，还会有自定义的默认值。这是CompleteableFuture无法做到的。

安装教程

代码不多，直接拷贝包过去即可。

使用说明

1. 3个任务并行

        ParWorker w = new ParWorker();        ParWorker1 w1 = new ParWorker1();        ParWorker2 w2 = new ParWorker2();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper2 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w2)                .callback(w2)                .param("2")                .build();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper1 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w1)                .callback(w1)                .param("1")                .build();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w)                .callback(w)                .param("0")                .build();        long now = SystemClock.now();        System.out.println("begin-" + now);        Async.beginWork(1500, workerWrapper, workerWrapper1, workerWrapper2);//        Async.beginWork(800, workerWrapper, workerWrapper1, workerWrapper2);//        Async.beginWork(1000, workerWrapper, workerWrapper1, workerWrapper2);        System.out.println("end-" + SystemClock.now());        System.err.println("cost-" + (SystemClock.now() - now));        System.out.println(Async.getThreadCount());        System.out.println(workerWrapper.getWorkResult());        Async.shutDown();       

2. 1个执行完毕后，开启另外两个，另外两个执行完毕后，开始第4个

        ParWorker w = new ParWorker();        ParWorker1 w1 = new ParWorker1();        ParWorker2 w2 = new ParWorker2();        ParWorker3 w3 = new ParWorker3();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper3 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w3)                .callback(w3)                .param("3")                .build();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper2 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w2)                .callback(w2)                .param("2")                .next(workerWrapper3)                .build();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper1 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w1)                .callback(w1)                .param("1")                .next(workerWrapper3)                .build();        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()                .worker(w)                .callback(w)                .param("0")                .next(workerWrapper1, workerWrapper2)                .build();        long now = SystemClock.now();        System.out.println("begin-" + now);        Async.beginWork(3100, workerWrapper);//        Async.beginWork(2100, workerWrapper);        System.out.println("end-" + SystemClock.now());        System.err.println("cost-" + (SystemClock.now() - now));        System.out.println(Async.getThreadCount());        Async.shutDown();

如果觉得这样不符合左右的顺序，也可以用这种方式：

        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()
                .worker(w)
                .callback(w)
                .param("0")
                .build();

        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper3 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()
                .worker(w3)
                .callback(w3)
                .param("3")
                .build();

        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper2 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()
                .worker(w2)
                .callback(w2)
                .param("2")
                .depend(workerWrapper)
                .next(workerWrapper3)
                .build();

        WorkerWrapper<String, String> workerWrapper1 =  new WorkerWrapper.Builder<String, String>()
                .worker(w1)
                .callback(w1)
                .param("1")
                .depend(workerWrapper)
                .next(workerWrapper3)
                .build();

3. 复杂点的

在测试类里能找到，下图是执行结果。看时间戳，就知道执行的顺序。每个执行单元都是睡1秒。

4. 其他的详见test包下的测试类，支持各种形式的组合、编排。