GrandM-Patterns_in_Java

Asynchronous Processing - 529

в очередь. Объект очереди является экземпляром класса j ava . awt . EventQueue.

Объект EventQueue имеет связанный с ним поток, который достает объекты

событий из очереди и распределяет их так, чтобы они передавались соответст­

вуюшим получателям.

Объект EventQueue, используемый для передачи сообшений клавиатуры или мыши любому из компонент Swing или AWГ, можно получить при помоши

следуюшего кода:

import java . awt . Component; java . awt . EventQueue

Component с ; EventQueue evtQueue ;

evtQueue = c . getToolkit ( ) . getSystemEventQueue ( ) ;

ПРИМЕР КОДА

Пример кода для этого шаблона представляет собой клиентскую программу, асинхронно обрабатываюшую некоторые события пользовательского интер­ фейса. Этот подкласс класса JFrame из библиотеки Swing создает элемент ин­ терфейса00, показанный на рис. 9.34. В его выпадаюшем меню File содержится пункт It. Кроме того, в нижней части фрейма находится индикатор выпол­ нения.

Когда пользователь шелкает на пункт меню 00 It, индикатор отображает ход выполнения процесса на протяжении примерно00четырех секунд. В то время, пока индикатор выполнения изменяется, пункт It в меню File меняется на пункт Stop Ooint It. Если пользователь шелкнет на пункт меню Stop Doing It, то индикатор выполнения перестанет изменяться.

Независимо от того, остановился ли индикатор выполнения из-за того, что он достиг 100 %, или из-за того, что пользователь шелкнул на пункт меню Stop

i3 • Глава 9. Шаблоны проектирования АЛЯ конкурирующих операций

private void installStopItмenuItem( ) { menuFile . remove (menuFileDoIt) ;

menuFile . insert (menuFileStopDoingIt , О) ; menuFile . repaint () ;

//i л st а l lStор ltМепu l tеm ( )

private void installDoItмenuItem ( ) menuFile . remove (menuFileStopDoingIt) ; menuFile . insert (menuFileDoIt, О) ; menuFile . repaint ( ) ;

/ / i л st а llDо l tМеЛ Ul tеm ( )

void fileStopDoingIt_ActionPerformed (ActionEvent е) if (doItТhread != null) {

doItThread. interrupt ( ) ;

} / / i f

// filеStорDОiлgl t_АсtiопРеrfоrmеd (Асt iолЕvелt )

void fileExit_ActionPerformed (ActionEvent е) System . exit (O) ;

} / / fil еЕХi t_Ас tiолРеrfоrmеd (АсtiолЕvеп t)

void helpAbout_ActionPerformed (ActionEvent е)

JPanel aboutPanel = new CancelFrame_AboutвoxPanell ( ) ; JOptionPane . showMessageDialog (this ,

aboutPanel , "About" ,

JOptionPane . PLAIN_МESSAGE) ;

}// hе lрАЬоut_АсtiолРеrfоrmеd;

/ / class Салсеl Frаmе

UАБЛОНЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СВЯЗАННЫЕ

: ШАБЛОНОМ ASYNCHRONOUS PROCESSING

'hread Pool. Шаблон Thread Рооl (описанный в книге [Grand2001]) может ис­

ользоваться в реализации шаблона Asynchronous Processing.

'roducer-Consumer. Шаблон Producer-Consumer может использоваться в реали­

щии шаблона Asynchronous Processing.

cheduler. Шаблон Scheduler может использоваться в реализации шаблона

.synchronous Processing.

'acade. Реализация класса обработки запроса может применять классы, которые вляются продуктами использования шаблонов Thread Pool, Producer-Consumer

Asynchronous Processing • 533

или Scheduler. Классы обработки запросов обычно выступают в роли фасада,

скрывающего эти детали от клиентских классов.

Future. Объект, который выдает запрос, может нуждаться в том, чтобы знать о результате запроса, асинхронно обработанном другимдля объектом. Объект, BblДa­

ющий запрос, может использовать шаблон Future согласования результата обработки с любыми другими действиями, в которых участвует этот объект.

Active Object. Шаблон Active Object, рассмотренный в работе [SSRBOO], описы­

ваетспособ объединения щаблона Future с щаблоном Asynchronous Processing.

Этот шаблон известен также под названием Prornise.

СИНОПСИС

Используется объект, который инкапсулирует результат вычислений и позво­

ляет скрыть от клиентов, синхронно или асинхронно выполняется вычисление.

Этот объект будет содержать метод чтения результатов вычислений. Метод

ожидает получения результата, если вычисления производятся асинхронно, и

продолжает или выполняет вычисление, если оно является синхронным и еще не завершено.

КОНТЕКСТ

Предположим, что проектируется класс, который позволит программе полу­

чать текущие данные о погоде для данной местности. Ожидается, что общей сферой применения такого класса является отображение информации о погоде среди некоторой другой информации. Например, такой класс может использо­

ваться как часть сервлета, который генерирует код HTML дЛЯ Web-страницы,

показывающей информацию о погоде наряду с новостями.

Время, которое понадобится для получения информации о погоде, будет ме­ няться в значительной степени. Оно может составлять долю секунды или, воз­

можно, несколько минут. Нужно спроектировать этот класс таким образом,

чтобы минимизировать влияние на клиентов этого класса.

Можно создать экземпляры класса погоды, которые будут отправлять события

заинтересованным объектам в том случае, когда этот класс получает затребо­

ванную информацию о погоде. Однако такой подход нежелателен, потому что если клиенты класса погоды должны будут получать асинхронный вызов, изве­

щающий о наступлении события, то клиенты класса сильно усложнятся. Класс

клиента вынужден будет реализовать метод по получению новой информации

о погоде таким образом, чтобы обеспечить безопасность потока выполнения.

Лучше использовать структуру, показанную на рис. 9.37. Опишем классы, представленные на рис. 9.37.

Weather. Экземпляры этого класса инкапсулируют информацию о текущих по­

годных условиях определенной местности.

Client. Экземпляры класса, выступающего в этой роли, используют информа­

цию, находящуюся в объектах Wea ther.

WeatherRequester. Когда объект C l i ent хочет получить объект Weather, со­

держащий текущую информацию для данной местности, он просит объект

536 • Глава 9. Шаблоны проектирования дnя конкурирующих операций

Чтобы такой механизм работал надлежащим образом, может возникнуть необходимость в том, чтобы иметь однопоточный доступ к некоторым ме­ тодам или сегментам кода. В некоторых случаях это может привести к недо­ пустимым издержкам или чрезмерному усложнению класса.

©Нужно инкапсулировать вычисление таким образом, чтобы его клиенты

ничего не знали о том, является ли это вычисление асинхронным или син­

хронным.

РЕШЕНИЕ

Вместо того чтобы заставить метод прямо возвращать результат вычисления,

вынуждаем его возвращать объект, который инкапсулирует это вычисление.

Этот объект будет содержать метод, вызываемый в том случае, когда нужно бу­ дет получить результат вычисления. Вызывающие этот метод не знают, выпол­

няется ли вычисление синхронно или асинхронно по отношению к их потоку.

На рис. 9.38 показаны классы в этом решении. Опишем роли, выполняемые

классами в шаблоне Future.

Рис. 9.38. Шаблон Future

Result. Экземпляры класса в этой роли инкапсулируют результат вычисления.

Client. Экземпляры классов в этой роли используют объекты Resul t. ОбъектЫ

Cl ient инициируют процесс получения объекта Resul t, передавая соответст­

вующие параметры методу dol t объекта Requester.

Requester. Класс в этой роли имеет метод, вызываемый для инициирования вы­

числения объекта Resul t. На рис 9.38 этот метод показан как метод dol t . Ме­

тод dol t возвращает объект Future, который инкапсулирует это вычисление.

Future. Каждый экземпляр класса в этой роли инкапсулирует вычисление объ­

екта Resul t. Это вычисление может быть синхронным или асинхронным. Если

538 • Глава 9. Шаблоны лроектирования для конкурирующих олераций

Когда ему наконец потребуется результат вычисления, он вызывает метод getResult объекта Future. Если вычисление является асинхронным, макси­ мально раннее инициирование вычисления и максимально позднее чтение ре­ зультата позволяют в наибольшей степени воспользоваться преимуществами асинхронной обработки.

В некоторых ситуациях такая схема не действует. Например, когда у клиента есть активное задание, которое он постоянно выполняет. Рассмотрим пример сервлета, который генерирует Web-страницу, содержащую новости и информа­ цию о погоде. Предположим, что этот сервлет применяет связанные с погодой классы, рассмотренные в разделе «Контекст». После того как он запросил ин­ формацию о погоде, нельзя рассматривать ни один момент как самое послед­ нее возможное время получения информации о погоде. Сервлет непрерывно обновляет информацию, используемую им в качестве содержимого Web-cтpa­ ницы. Нужно, чтобы ни один запрос сервлета, предоставляющего содержимое Web-страницы, не был задержан, так как это приведет к задержке обновления информации о погоде.

Один из способов решения этой проблемы предусматривает применение от­ дельного потока для каждого запроса на получение информации о погоде. Но использование потока ДЛЯ этой цели не слишком выгодно и, скорее всего, при­ ведет к расходованию ресурсов.

Более удачное решение состоит в том, чтобы добавить еще один метод в класс Future. Как правило, имя этого метода начинается со слова «check» , например, checkComputation. Назначение метода check в том, чтобы проверять, будет ли объект Cl ient ждать результатов вычислений, если он вызовет метод getResul t объекта Future. Метод check может быть полезен в том случае, ко­ гда инкапсулированное вычисление является асинхронным. Метод check воз­ вратит false, если он вызывается до того, как закончилось вычисление, или true,

если он вызывается после завершения вычисления. Если вычисление синхрон­

ное, метод check всегда возвращает true.

Использование метода check позволяет объектам C l ient опрашивать объекты

Future. Каждый запрос на получение содержимого может опрашивать объект

Future, вызывая его метод check. Если метод check возвращает true, сервлет обновляет информацию о погоде, которая используется Web-страницеЙ. Если

метод check возвращает false, то сервлет продолжает использовать ту информа .

цию, которая уже имеется.

З а ме с тител ь

Шаблон Future иногда используется вместе с шаблоном Ргоху. Обычно это де­

лается так: класс, выступающий в роли Future, реализует интерфейс, который

может использоваться как заместитель дЛя класса, выполняющего вычисление.

При таком подходе объект, инициирующий вычислеот ние и создание оБЪeJ<K:tKта

Future, и объект, который получает результат объекта Future, - это, правило, разные объекты.