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异步事件处理在并发应用程序中至关重要。 无论事件的来源是什么（单独的计算任务，I / O操作或与外部系统的交互），您的代码都必须跟踪事件并协调为响应事件而采取的措施。 应用程序可以采用两种基本方法之一来进行异步事件处理：
阻塞 ：协调线程等待事件。 非阻塞 ：事件生成某种形式的通知给应用程序，而没有线程显式等待它。在“ JVM并发性 ：阻止还是不阻止？ ”中，您将了解使用Java™8中基于CompletableFuture类的阻塞和非阻塞技术来处理异步事件的方法。 本教程显示了Scala中用于异步事件处理的一些选项，从一个简单的阻止版本开始，然后介绍一些非阻止选项。 最后，您将看到async / await构造如何将看似简单的阻塞代码转换为非阻塞执行。 （从作者的GitHub存储库中获取完整的示例代码 。）
现在，多核系统无处不在，并发编程必须比以往任何时候都得到更广泛的应用。 但是并发可能难以正确实现，因此您需要新的工具来帮助您使用它。 许多基于JVM的语言都在开发这种类型的工具，并且Scala在这一领域特别活跃。 本系列文章使您了解了一些用于Java和Scala语言的并发编程的较新方法。
scala.concurrent.Promise和scala.concurrent.Future类为Scala开发人员提供了与Java 8开发人员具有的CompletableFuture类似的选择范围。 特别是， Future提供了阻塞和非阻塞方式来处理事件完成。 尽管在此级别上具有相似性，但是，用于两种类型的期货的技术却有所不同。
在本节中，您将看到使用Future表示的事件的阻塞和非阻塞方法的示例。 本教程使用与上一个相同的并发任务设置。 在深入研究代码之前，我将快速回顾一下该设置。
应用程序通常必须在特定操作过程中执行多个处理步骤。 例如，在将响应返回给用户之前，Web应用程序可能需要：
在数据库中查找用户信息。 使用查询到的信息进行Web服务调用，或者使用其他数据库查询。 根据前两个操作的结果执行数据库更新。图1说明了这种类型的结构。
图1将处理分为四个单独的任务，这些任务由代表顺序依赖性的箭头连接。 任务1可以直接执行，任务2和任务3都在任务1完成后执行，任务4在任务2和任务3都完成之后执行。
在实际系统中，异步事件的来源通常是并行计算或一种I / O操作。 但是，使用简单的时间延迟为这种类型的系统建模更容易，而这就是我在这里采用的方法。 清单1以完成的Future形式显示了用于生成事件的基本定时事件代码。
与上一期的Java代码一样， 清单1 Scala代码使用java.util.Timer安排java.util.TimerTask以在延迟后执行。 每个TimerTask在运行时都会完成一个关联的TimerTask 。 delayedSuccess函数调度任务以在其运行时成功完成Scala Future[T] ，并将未来返回给调用方。 delayedSuccess函数返回相同的future类型，但使用的任务将以IllegalArgumentException故障完成future。
清单2显示了如何使用Listing 1代码以Future[Int]的形式创建事件，以匹配图1中的四个任务。 （此代码来自示例代码中的AsyncHappy类。）
每个在四个任务方法清单2种 ，用于当任务将完成用途特定延迟值：1秒为task1 ，2秒task2 ，3秒task3 ，并回落到1秒task4 。 每一个都采用一个输入值，并将该输入加上任务号作为将来的（最终）结果值。 这些方法都使用了未来的成功形式。 稍后，您将看到使用故障表单的示例。
这些任务的目的是按照图1所示的顺序运行它们，并向每个任务传递前一个任务返回的结果值（如果是task4 ，则将两个前一个任务结果的总和传递给该任务）。 如果两个中间任务同时执行，则总执行时间应约为5秒（1秒+最大值（2秒，3秒）+1秒）。 如果1是输入到task1 ，则结果为2。如果该结果被传递到task2和task3 ，结果是图4和5，而如果这两个结果（9）的总和作为输入传递给task4 ，所述最终结果是13。
现在已经准备好阶段，现在该看看Scala如何处理事件完成了。 就像上一教程中的Java代码一样，协调四个任务的执行的最简单方法是使用阻塞等待：主线程依次等待每个任务完成。 清单3（同样，来自示例代码中的AsyncHappy类）显示了这种方法。
清单3使用Scala scala.concurrent.Await对象result()方法进行阻塞等待。 对于代码首先等待task1结果，然后创建两个task2和task3反过来等待每个前期货，终于等待task4结果。 最后三行（创建和设置result ）使方法可以返回Future[Int] 。 返回将来使该方法与我将在下面显示的非阻塞形式保持一致，但是将来实际上将在方法返回之前完成。
清单4（同样来自示例代码中的AsyncHappy类）显示了一种将期货链接在一起的方法，以正确的顺序和正确的依赖关系执行任务，而没有阻塞。
清单4的代码使用onSuccess()方法来设置一个函数（技术上是部分函数，因为它只处理成功完成的情况），以便在每个将来完成时执行。 由于onSuccess()调用是嵌套的，因此它们onSuccess()顺序执行（即使期货未按顺序全部完成）。
清单4的代码相当容易理解，但很冗长。 清单5显示了使用flatMap()方法处理这种情况的更简单方法。
清单5的代码实际上与清单4的代码执行相同的操作，但是清单5使用flatMap()方法从每个flatMap()中提取单个结果值。 使用flatMap()消除了清单4中所需的match / case构造，给出了一个更简洁的形式，但保持了相同的逐步执行路径。
该示例代码使用Scala App依次运行事件代码的每个版本，并确保完成时间（约5秒）和结果（13）正确。 您可以使用Maven从命令行运行此代码，如清单6所示（除去多余的Maven输出）：
到目前为止，您已经看到了以总是成功完成的期货形式协调事件的代码。 在实际的应用程序中，您不能依赖始终坚持这条快乐的路。 处理任务会发生问题，用JVM语言来讲，这些问题通常由Throwable表示。
更改清单2的任务定义以使用delayedFailure()代替delayedSuccess()方法很容易，如task4所示：
def task4(input: Int) = TimedEvent.delayedFailure(1, "This won't work!")如果你只是运行清单3代码task4修饰的异常来完成，你会得到预期的IllegalArgumentException被抛出Await.result()的调用task4 。 如果问题未在runBlocking()方法中发现，则异常会一直沿调用链传递，直到最终被发现为止（如果未捕获，则终止线程）。 幸运的是，修改代码很容易，这样，如果任何一项任务异常完成，该异常就会传递给调用方，以便在返回的将来进行处理。 清单7显示了此更改。
在清单7中 ，原始代码包装在try / catch ，并且catch将异常作为返回的future的完成传递回去。 这种方法增加了一点复杂性，但是对于任何Scala开发人员来说仍然应该很容易理解。
清单4和5中的事件处理代码的非阻塞变体如何？ 顾名思义，清单4中使用的onSuccess()方法仅在成功完成future时起作用。 如果要同时处理成功和失败完成，则必须改用onComplete()方法并检查哪种完成类型适用。 清单8显示了该技术如何用于事件处理代码。
清单8看起来很乱，幸运的是，您有一个更简单的选择：改为使用清单5 flatMap()代码。 flatMap()方法可处理成功完成和失败完成，而无需进行任何更改。
Scala的最新版本包括使用宏在编译期间转换代码的功能。 迄今为止实现的最有用的宏之一是async ，它将在编译过程中将使用期货的看似顺序的代码转换为异步代码。 清单9显示了async如何简化本教程中使用的任务代码。
清单9中包含的async {...}块调用了async宏。 此调用将声明该块为异步块，并且默认情况下将异步执行该块，并返回该块结果的未来。 在该块内， await()方法（实际上是宏的关键字，而不是true方法）显示了需要future结果的位置。 异步宏在编译期间修改Scala程序的抽象语法树（AST），以将块转换为使用回调的代码，大致等效于清单4代码。
除了async {...}包装器之外， 清单9的代码看起来很像清单3所示的原始阻塞代码。 对于宏来说，这是一个相当大的成就—消除了异步事件的所有复杂性，使其看起来就像您在编写简单的线性代码。 在幕后，相当多的复杂的是参与。
如果查看Scala编译器从源代码生成的类，您将看到几个内部类，它们的名称类似于AsyncHappy$$anonfun$1.class 。 正如您可能从名称中猜到的那样，它们是由编译器为匿名函数（例如，传递给onSuccess()或flatMap()方法的语句）生成的。
使用Scala 2.11.1编译器和Async 0.9.2实现，您还将看到一个名为AsyncUnhappy$stateMachine$macro$1$1.class 。 这是由async宏生成的实际实现代码，以状态机的形式处理异步任务。 清单10显示了该类的部分反编译视图。
清单10 apply()方法处理实际状态更改，评估将来的结果并更改输出状态以匹配。 输入状态告诉代码正在评估哪个未来； 每个状态值对应于异步块内的一个特定的将来。 从清单10的部分代码很难分辨这一点，但是通过查看其他一些字节码，您可以看到状态码与任务匹配，因此状态0表示期望task1的结果，状态1表示预期的结果。预期task2结果，依此类推。
清单10中未显示resume()方法，因为反编译器无法弄清楚如何将其转换为Java代码。 我也不会进行此练习，但是通过查看字节码，我可以告诉您， resume()方法等效于状态码上的Java switch 。 对于每个非终结状态， resume()执行相应的代码片段以设置下一个预期的未来，最后将AsyncUnhappy$stateMachine$macro$1$1实例设置为future的onComplete()方法的目标。 对于终端状态， resume()设置结果值并完成对最终结果的承诺。
实际上，您无需深入研究生成的代码即可了解异步（尽管这可能很有趣）。 SIP-22-异步建议中包含有关异步工作原理的完整说明。
由于async宏将代码转换为状态机类的方式，因此使用async宏存在一些限制。 最重要的限制是您不能将await()嵌套在async块内的另一个对象或闭包（包括函数定义）中。 您也不能将await()嵌套在try或catch 。
除了这些使用限制之外， async的最大问题是，当涉及到调试时，您会回到通常与异步代码相关的回调地狱体验-在这种情况下，试图弄清没有反映您明显的代码结构。 不幸的是，当前的调试器设计无法解决这些问题。 这是在Scala中看到新作品的区域。 同时，您可以禁用异步块的异步执行以async调试（假设您要解决的问题在顺序执行时仍然发生）。
最后，Scala宏仍在开发中。 目的是在即将发布的版本中， async将成为Scala语言的正式组成部分，但这仅在Scala语言团队对宏的工作方式感到满意时才会发生。 在此之前，无法保证async的形式不会改变。
一些处理异步事件的Scala方法与“ JVM并发性 ：阻塞还是不阻塞？ ”中讨论的Java代码flatMap() 。通过使用flatMap()和async宏，Scala提供了干净且易于理解的技术。 async特别有趣，因为您可以编写看起来像普通顺序代码的代码，但是编译后的代码可以同时执行。 Scala不是唯一提供这种方法的语言，但是基于宏的实现为其他方法提供了更高的灵活性。
翻译自: https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jvmc4/index.html
