模塊之間總是存在這一定的接口,從調用方式上看,可以分為三類:同步調用、回調和異步調用。下面著重詳解回調機制。
1. 概述
Java 中的回調機制是一個比較常見的機制,只是有可能在你的程序中使用得比較少,在一些大型的框架中回調機制隨處可見。本文就通過一些具體的實例,慢慢走近 Java 的回調機制。
2.回調
所謂回調:就是A類中調用B類中的某個方法C,然后B類中反過來調用A類中的方法D,D這個方法就叫回調方法。實際在使用的時候,也會有不同的回調形式,比如下面的這幾種。
2.1 同步回調
這里我假設這樣的一種情況。
A 公司的總監 B 跟他的下屬(項目經理 C)說要做一個調研,不過不用 C 自己親力親為。可以讓經理 C 去安排他下面的程序員 D 去完成。經理 C 找到了程序員 D,并告訴他,現在要完成一個調研任務。并且把調研的結果告訴經理 C。如果有問題,還是要繼續的。 因為這里是 C 讓 D 去做一件事情,之后 D 還是要將結果與 C 進行溝通。這樣就是回調的模型了。下面是一般回調的類圖:
首先我們要有一個回調的接口 CallbackInterface
CallbackInterface.java
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public interface CallbackInterface { public boolean check( int result); } |
背景里,程序員 D 是要將結果與項目經理 C 進行溝通的,所以這里項目經理需要實現上面的回調接口:
Manager.java
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public class Manager implements CallbackInterface { private Programmer programmer = null ; public Manager(Programmer _programmer) { this .programmer = _programmer; } /** * 用于 Boss 下達的委托 */ public void entrust() { arrange(); } // 進行安排下屬進行 study 工作 private void arrange() { System.out.println( "Manager 正在為 Programmer 安排工作" ); programmer.study(Manager. this ); System.out.println( "為 Programmer 安排工作已經完成,Manager 做其他的事情去了。" ); } @Override public boolean check( int result) { if (result == 5 ) { return true ; } return false ; } } |
對于程序員 D 來說他需要持有一個經理 C 的引用,以便與他溝通。不過,這里是總監 B 讓 經理 C 去安排的任務。也就是說這里也可以讓其他的經理,比如說經理 B1, B2等等。因為經理都實現了回調的接口,所以這里就可以直接讓程序員 D 持有這個接口就可以了。如下:
Programmer.java
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public class Programmer { public void study(CallbackInterface callback) { int result = 0 ; do { result++; System.out.println( "第 " + result + " 次研究的結果" ); } while (!callback.check(result)); System.out.println( "調研任務結束" ); } } |
對于總監來說就更簡單明了了,因為這相當于一個 Client 測試:
Boss.java
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public class Boss { public static void main(String[] args) { Manager manager = new Manager( new Programmer()); manager.entrust(); } } |
運行結果:
Manager 正在為 Programmer 安排工作
第 1 次研究的結果
第 2 次研究的結果
第 3 次研究的結果
第 4 次研究的結果
第 5 次研究的結果
調研任務結束
為 Programmer 安排工作已經完成,Manager 做其他的事情去了。
2.2 異步回調
還是上面的例子,你的項目經理不可能要一直等你調研的結果。而是把這個任務交給你之后,他就不管了,他做他的,你做你的。所以,這里需要對回調的函數進行異步處理。
所以,這里我們需要修改 Programmer 類的代碼,修改如下:
Programmer.java
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public class Programmer { public Programmer() { } public void study(CallbackInterface callback) { new StudyThread(callback).start(); } // --------------------------- Programmer 正在做的工作 --------------------------- class StudyThread extends Thread { CallbackInterface callback = null ; public StudyThread(CallbackInterface _callback) { callback = _callback; } @Override public void run() { int result = 0 ; do { result++; System.out.println( "第 " + result + " 次研究的結果" ); } while (!callback.check(result)); System.out.println( "調研任務結束" ); } } } |
運行結果:
Manager 正在為 Programmer 安排工作
為 Programmer 安排工作已經完成,Manager 做其他的事情去了。
第 1 次研究的結果
第 2 次研究的結果
第 3 次研究的結果
第 4 次研究的結果
第 5 次研究的結果
調研任務結束
2.3 閉包與回調
閉包(closure)是一個可調用的對象,它記錄了一些信息,這些信息來自于創建它的作用域。
2.3.1 普通調用
首先,我們可以看看在正常情況下的調用是怎么進行的。
Incrementable.java
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interface Incrementable { void increment(); } |
這是一個普通的接口(在普通調用里只是普通接口,在回調中就是回調接口,這一點應該很好理解吧)。
Callee1.java
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class Callee1 implements Incrementable { private int i = 0 ; @Override public void increment() { i++; System.out.println(i); } } |
Callbacks.java
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public class Callbacks { public static void main(String[] args) { Callee1 callee1 = new Callee1(); callee1.increment(); } } |
Callbacks 是一個測試客戶端類,沒啥好說的,直接看上面的代碼。
2.3.2 回調初試
上面的普通調用也沒啥好說的,因為這對于一個正常的 Java 程序員來說都應該是想都不用想就可以搞定的事情。
現在如果要構成回調,那么對于程序的結構或是邏輯的思維上都不可能只有一個被調用者(被回調的對象 Callee1),還需要一個調用者對象。調用者可以像下面這樣來編寫:
Caller.java
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class Caller { private Incrementable callbackReference; public Caller(Incrementable _callbackReference) { callbackReference = _callbackReference; } void go() { callbackReference.increment(); } } |
這里 Caller 持有一個回調接口的引用 callbackReference,就像在上面說到的程序員需要持有一個項目經理的引用,這樣就可以通過這個引用來與項目經理溝通。這里的 callbackReference 也正是起到了這個作用。
現在我們來看看測試類的編寫:
Callbacks.java
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public class Callbacks { public static void main(String[] args) { Callee1 callee1 = new Callee1(); Caller caller1 = new Caller(callee1); caller1.go(); } } |
對于到目前為止的程序代碼,完全可以對比上面項目經理安排程序員調研技術難題的代碼。有異曲同工之妙。
2.3.3 閉包回調
相比于正常的回調,閉包回調的核心自然是在于閉包,也就是對作用域的控制。
現在假設有一個用戶(其他程序員)自定義了一個 MyInCrement 類,同時包含了一個 increment 的方法。如下:
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class MyInCrement { public void increment() { System.out.println( "MyCrement.increment" ); } static void f(MyInCrement increment) { increment.increment(); } } |
另外有一個類 Callee2 繼承自上面這個類:
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class Callee2 extends MyInCrement { private int i = 0 ; public void increment() { super .increment(); i++; System.out.println(i); } } |
顯而易見這里如果要調用 increment() 方法,就變成了一般的函數調用了。所以這里我們需要修改上面的 Callee2 類,修改的目標就是讓 Callee2 類可以兼容 MyInCrement 類的 increment() 方法和 Incrementable 的 increment() 方法。修改后:
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class Callee2 extends MyInCrement { private int i = 0 ; public void increment() { super .increment(); i++; System.out.println(i); } private class Closure implements Incrementable { @Override public void increment() { Callee2. this .increment(); } } Incrementable getCallbackReference() { return new Closure(); } } |
注意,這里的 Closure 類是一個私有的類,這是一個閉包的要素。因為 Closure 類是私有的,那么就要有一個對外開放的接口,用來對 Closure 對象的操作,這里就是上面的 getCallbackReference() 方法。 Caller 類則沒有改變。
對于測試客戶端就直接看代碼吧:
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public class Callbacks { public static void main(String[] args) { Callee2 callee2 = new Callee2(); Caller caller2 = new Caller(callee2.getCallbackReference()); caller2.go(); } } |
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