[Guava使用教程]-并发之Service

概述

Guava包里的Service用于封装一个服务对象的运行状态、包括start和stop等方法。例如web服务器，RPC服务器、计时器等可以实现这个接口。对此类服务的状态管理并不轻松、需要对服务的开启/关闭进行妥善管理、特别是在多线程环境下尤为复杂。Guava 包提供了一些基础类帮助你管理复杂的状态转换逻辑和同步细节。

使用一个服务

一个服务正常生命周期有：

服务一旦被停止就无法再重新启动了。如果服务在starting、running、stopping状态出现问题、会进入Service.State.FAILED状态。

调用 [startAsync()]()方法可以异步开启一个服务,同时返回this对象形成方法调用链。注意：只有在当前服务的状态是NEW时才能调用startAsync()方法，因此最好在应用中有一个统一的地方初始化相关服务。停止一个服务也是类似的、使用异步方法 stopAsync() 。但是不像startAsync(),多次调用这个方法是安全的。这是为了方便处理关闭服务时候的锁竞争问题。

Service 也提供了一些方法用于等待服务状态转换的完成:

通过 addListener()方法异步添加监听器。此方法允许你添加一个Service.Listener、它会在每次服务状态转换的时候被调用。注意：最好在服务启动之前添加Listener（这时的状态是 NEW）、否则之前已发生的状态转换事件是无法在新添加的Listener上被重新触发的。
同步使用 awaitRunning()。这个方法不能被打断、不强制捕获异常、一旦服务启动就会返回。如果服务没有成功启动，会抛出 IllegalStateException 异常。同样的， awaitTerminated() 方法会等待服务达到终止状态（TERMINATED 或者 FAILED）。两个方法都有重载方法允许传入超时时间。

Service接口本身实现起来会比较复杂、且容易碰到一些捉摸不透的问题。因此我们不推荐直接实现这个接口。而是请继承 Guava 包里已经封装好的基础抽象类。每个基础类支持一种特定的线程模型。

实现类

AbstractIdleService

AbstractIdleService类简单实现了Service接口、其在running状态时不会执行任何动作–因此在running时也不需要启动线程–但需要处理开启/关闭动作。要实现一个此类的服务，只需继承AbstractIdleService类，然后自己实现 startUp() 和 shutDown()方法就可以了。

protected void startUp() {
  servlets.add(new GcStatsServlet());
}
protected void shutDown() {}

如上面的例子、由于任何请求到GcStatsServlet时已经会有现成线程处理了，所以在服务运行时就不需要做什么额外动作了。

AbstractExecutionThreadService

AbstractExecutionThreadService通过单线程处理启动、运行、和关闭等操作。你必须重载run()方法，同时需要能响应停止服务的请求。具体的实现可以在一个循环内做处理：

public void run() {
  while (isRunning()) {
    // perform a unit of work
  }
}

另外，你还可以重载任一方法让run()方法结束返回。

重载startUp()和shutDown()方法是可选的，不影响服务本身状态的管理

protected void startUp() {
  dispatcher.listenForConnections(port, queue);
}
protected void run() {
  Connection connection;
  while ((connection = queue.take() != POISON)) {
    process(connection);
  }
}
protected void triggerShutdown() {
  dispatcher.stopListeningForConnections(queue);
  queue.put(POISON);
}

start()内部会调用startUp()方法，创建一个线程、然后在线程内调用run()方法。stop()会调用triggerShutdown()方法并且等待线程终止。

AbstractScheduledService

AbstractScheduledService类用于在运行时处理一些周期性的任务。子类可以实现 runOneIteration()方法定义一个周期执行的任务，以及相应的startUp()和shutDown()方法。

为了能够描述执行周期，你需要实现 scheduler()方法。通常情况下，你可以使用AbstractScheduledService.Scheduler类提供的两种调度器：newFixedRateSchedule(initialDelay, delay, TimeUnit)和newFixedDelaySchedule(initialDelay, delay, TimeUnit)，类似于JDK并发包中ScheduledExecutorService 类提供的两种调度方式。如要自定义schedules 则可以使用CustomScheduler类来辅助实现；具体用法见 javadoc。

AbstractService

如需要自定义的线程管理、可以通过扩展AbstractService类来实现。一般情况下、使用上面的几个实现类就已经满足需求了，但如果在服务执行过程中有一些特定的线程处理需求、则建议继承AbstractService 类。

继承AbstractService方法必须实现两个方法.

doStart(): 首次调用 startAsync()时会同时调用doStart(),doStart()内部需要处理所有的初始化工作、如果启动成功则调用 notifyStarted()方法；启动失败则调用notifyFailed()。
doStop(): 首次调用stopAsync()会同时调用doStop(),doStop()要做的事情就是停止服务，如果停止成功则调用 notifyStopped()方法；停止失败则调用notifyFailed()方法。

doStart和 doStop方法的实现需要考虑下性能，尽可能的低延迟。如果初始化的开销较大，如读文件，打开网络连接，或者其他任何可能引起阻塞的操作，建议移到另外一个单独的线程去处理。

ServiceManager

除了对Service接口提供基础的实现类，Guava还提供了ServiceManager类使得涉及到多个Service集合的操作更加容易。通过实例化 ServiceManager类来创建一个Service集合，你可以通过以下方法来管理它们：

startAsync() ：将启动所有被管理的服务。如果当前服务的状态都是 NEW 的话、那么你只能调用该方法一次、这跟Service#startAsync()是一样的。
stopAsync() ：将停止所有被管理的服务。
addListener ：会添加一个ServiceManager.Listener，在服务状态转换中会调用该Listener
awaitHealthy() ：会等待所有的服务达到Running 状态。
awaitStopped()：会等待所有服务达到终止状态。

检测类的方法有：

isHealthy() ：如果所有的服务处于Running状态、会返回True。
servicesByState()：以状态为索引返回当前所有服务的快照。
startupTimes() ：返回一个Map对象，记录被管理的服务启动的耗时、以毫秒为单位，同时Map默认按启动时间排序。

我们建议整个服务的生命周期都能通过ServiceManager来管理，不过即使状态转换是通过其他机制触发的、也不影响ServiceManager方法的正确执行。例如：当一个服务不是通过startAsync()、而是其他机制启动时，listeners仍然可以被正常调用、awaitHealthy()也能够正常工作。ServiceManager唯一强制的要求是当其被创建时所有的服务必须处于New状态。