Scala期货——内置超时

期货有一个方面，我不完全理解从官方教程参考http://docs.scala-lang.org/overviews/core/futures.html

scala的期货是否有某种内置的超时机制?让我们假设下面的例子是一个5gb的文本文件…"隐含"的隐含范围。全局"最终导致onFailure以非阻塞的方式触发，或者可以定义吗?如果没有某种默认超时，这是否意味着成功和失败都不可能发生?

import scala.concurrent._
import ExecutionContext.Implicits.global
val firstOccurence: Future[Int] = future {
  val source = scala.io.Source.fromFile("myText.txt")
  source.toSeq.indexOfSlice("myKeyword")
}
firstOccurence onSuccess {
  case idx => println("The keyword first appears at position: " + idx)
}
firstOccurence onFailure {
  case t => println("Could not process file: " + t.getMessage)
}

当您使用阻塞来获取Future的结果时，您只会获得超时行为。如果您想使用非阻塞回调onComplete、onSuccess或onFailure，那么您必须滚动自己的超时处理。Akka为参与者之间的请求/响应(?)消息传递内置了超时处理，但不确定是否要开始使用Akka。FWIW，在Akka中，对于超时处理，它们通过Future.firstCompletedOf组成两个Futures，一个代表实际的异步任务，一个代表超时。如果超时计时器(通过HashedWheelTimer)先弹出，则异步回调失败。

一个非常简单的滚动自己的例子可能是这样的。首先，一个用于调度超时的对象:

import org.jboss.netty.util.{HashedWheelTimer, TimerTask, Timeout}
import java.util.concurrent.TimeUnit
import scala.concurrent.duration.Duration
import scala.concurrent.Promise
import java.util.concurrent.TimeoutException
object TimeoutScheduler{
  val timer = new HashedWheelTimer(10, TimeUnit.MILLISECONDS)
  def scheduleTimeout(promise:Promise[_], after:Duration) = {
    timer.newTimeout(new TimerTask{
      def run(timeout:Timeout){              
        promise.failure(new TimeoutException("Operation timed out after " + after.toMillis + " millis"))        
      }
    }, after.toNanos, TimeUnit.NANOSECONDS)
  }
}

然后是一个函数，用于获取Future并为其添加超时行为:

import scala.concurrent.{Future, ExecutionContext, Promise}
import scala.concurrent.duration.Duration
def withTimeout[T](fut:Future[T])(implicit ec:ExecutionContext, after:Duration) = {
  val prom = Promise[T]()
  val timeout = TimeoutScheduler.scheduleTimeout(prom, after)
  val combinedFut = Future.firstCompletedOf(List(fut, prom.future))
  fut onComplete{case result => timeout.cancel()}
  combinedFut
}

请注意，我在这里使用的HashedWheelTimer来自Netty。

所有这些答案都需要额外的依赖项。我决定使用java.util.Timer编写一个版本，这是将来运行函数的有效方法，在本例中是触发超时。

博客文章在这里有更多的细节

使用Scala的Promise，我们可以创建一个Future和timeout，如下所示:

package justinhj.concurrency
import java.util.concurrent.TimeoutException
import java.util.{Timer, TimerTask}
import scala.concurrent.duration.FiniteDuration
import scala.concurrent.{ExecutionContext, Future, Promise}
import scala.language.postfixOps
object FutureUtil {
  // All Future's that use futureWithTimeout will use the same Timer object
  // it is thread safe and scales to thousands of active timers
  // The true parameter ensures that timeout timers are daemon threads and do not stop
  // the program from shutting down
  val timer: Timer = new Timer(true)
  /**
    * Returns the result of the provided future within the given time or a timeout exception, whichever is first
    * This uses Java Timer which runs a single thread to handle all futureWithTimeouts and does not block like a
    * Thread.sleep would
    * @param future Caller passes a future to execute
    * @param timeout Time before we return a Timeout exception instead of future's outcome
    * @return Future[T]
    */
  def futureWithTimeout[T](future : Future[T], timeout : FiniteDuration)(implicit ec: ExecutionContext): Future[T] = {
    // Promise will be fulfilled with either the callers Future or the timer task if it times out
    val p = Promise[T]
    // and a Timer task to handle timing out
    val timerTask = new TimerTask() {
      def run() : Unit = {
            p.tryFailure(new TimeoutException())
        }
      }
    // Set the timeout to check in the future
    timer.schedule(timerTask, timeout.toMillis)
    future.map {
      a =>
        if(p.trySuccess(a)) {
          timerTask.cancel()
        }
    }
    .recover {
      case e: Exception =>
        if(p.tryFailure(e)) {
          timerTask.cancel()
        }
    }
    p.future
  }
}

我刚刚为同事创建了一个TimeoutFuture类:

TimeoutFuture

package model
import scala.concurrent._
import scala.concurrent.duration._
import play.libs.Akka
import play.api.libs.concurrent.Execution.Implicits._
object TimeoutFuture {
  def apply[A](timeout: FiniteDuration)(block: => A): Future[A] = {
    val prom = promise[A]
    // timeout logic
    Akka.system.scheduler.scheduleOnce(timeout) {
      prom tryFailure new java.util.concurrent.TimeoutException
    }
    // business logic
    Future { 
      prom success block
    }
    prom.future
  } 
}

使用

val future = TimeoutFuture(10 seconds) { 
  // do stuff here
}
future onComplete {
  case Success(stuff) => // use "stuff"
  case Failure(exception) => // catch exception (either TimeoutException or an exception inside the given block)
}

指出:

假定玩!框架(但很容易适应)
每段代码都运行在同一个ExecutionContext中，这可能不是理想的。

Play框架包含Promise。超时，这样您可以编写如下代码

private def get(): Future[Option[Boolean]] = {
  val timeoutFuture = Promise.timeout(None, Duration("1s"))
  val mayBeHaveData = Future{
    // do something
    Some(true)
  }
  // if timeout occurred then None will be result of method
  Future.firstCompletedOf(List(mayBeHaveData, timeoutFuture))
}

我很惊讶这不是Scala的标准。我的版本很短，没有依赖

import scala.concurrent.Future
sealed class TimeoutException extends RuntimeException
object FutureTimeout {
  import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global
  implicit class FutureTimeoutLike[T](f: Future[T]) {
    def withTimeout(ms: Long): Future[T] = Future.firstCompletedOf(List(f, Future {
      Thread.sleep(ms)
      throw new TimeoutException
    }))
    lazy val withTimeout: Future[T] = withTimeout(2000) // default 2s timeout
  }
}

使用示例

import FutureTimeout._
Future { /* do smth */ } withTimeout

如果你想让写程序(承诺持有者)控制超时逻辑，使用akka.pattern。

val timeout = akka.pattern.after(10 seconds, system.scheduler)(Future.failed(new TimeoutException(s"timed out during...")))
Future.firstCompletedOf(Seq(promiseRef.future, timeout))

这样，如果你的承诺完成逻辑从来没有发生过，你的调用者的未来仍然会在某个点以失败完成。

可以指定等待未来时的超时时间:

对于scala.concurrent.Future, result方法允许您指定超时。

对于scala.actors.Future, Futures.awaitAll允许您指定超时。

我不认为有一个内置的超时执行一个Future。

还没有人提到akka-streams。流有一个简单的completionTimeout方法，将其应用于单源流就像Future一样。

但是，akka-streams也做了取消，所以它实际上可以结束源的运行，即它向源发出超时信号。

Monix Task支持超时

import monix.execution.Scheduler.Implicits.global
import monix.eval._
import scala.concurrent.duration._
import scala.concurrent.TimeoutException
val source = Task("Hello!").delayExecution(10.seconds)
// Triggers error if the source does not complete in 3 seconds after runOnComplete
val timedOut = source.timeout(3.seconds)
timedOut.runOnComplete(r => println(r))
//=> Failure(TimeoutException)

此版本无需使用任何外部计时器(仅wait.result)

import scala.concurrent._
import scala.concurrent.duration.FiniteDuration
object TimeoutFuture {
    def apply[A](
        timeout: FiniteDuration
    )(block: => A)(implicit executor: ExecutionContext): Future[A] =
        try {
            Future { Await.result(Future { block }, timeout) }
        } catch {
            case _: TimeoutException => Future.failed(new TimeoutException(s"Timed out after ${timeout.toString}"))
        }
}

我正在使用这个版本(基于上面的Play示例)，它使用Akka系统调度程序:

object TimeoutFuture {
  def apply[A](system: ActorSystem, timeout: FiniteDuration)(block: => A): Future[A] = {
    implicit val executionContext = system.dispatcher
    val prom = Promise[A]
    // timeout logic
    system.scheduler.scheduleOnce(timeout) {
      prom tryFailure new java.util.concurrent.TimeoutException
    }
    // business logic
    Future {
      try {
        prom success block
      } catch {
        case t: Throwable => prom tryFailure t
      }
    }
    prom.future
  }
}

在Future IMO上指定超时最简单的方法是scala的内置机制，使用scala.concurrent.Await.ready。如果Future花费的时间超过指定的超时，则会抛出TimeoutException。否则，它将返回未来本身。下面是一个简单的人工示例

import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits._
import scala.concurrent.duration._
val f1: Future[Int] = Future {
  Thread.sleep(1100)
  5
}
val fDoesntTimeout: Future[Int] = Await.ready(f1, 2000 milliseconds)
val f: Future[Int] = Future {
  Thread.sleep(1100)
  5
}
val fTimesOut: Future[Int] = Await.ready(f, 100 milliseconds)

您可以使用Await等待一个future结束。

import scala.concurrent.duration._
import scala.concurrent.{Await, Future}
val meaningOfLife: Int = Await.result(Future(42), 1.nano)
println (meaningOfLife)

上面打印42

您可能需要一个隐式的ExecutionContext可用，在这种情况下，只需添加:

import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global

另一种方法是使用monix中的Coeval。这种方法并不适用于所有情况，您可以在这里阅读有关它的所有内容。其基本思想是，有时future并不真正占用任何时间，而是返回同步函数调用或值的结果，因此可以在当前线程上对该future进行评估。这对于测试和模拟未来也很有用。你也不必指定超时，这是预期的，但仍然很高兴不必担心这个。

你首先将未来转变为Task，并将该任务包装在Coeval中，然后交叉手指，等待看到你得到什么。这是一个非常简单的例子来展示它是如何工作的:

你需要一个隐式的Scheduler才能使用它:

import monix.execution.Scheduler.Implicits.global

Coeval(Task.fromFuture(Future (42)).runSyncStep).value() match {
   case Right(v) => println(v)
   case Left(task) => println("Task did not finish")
}

以上操作完成并将42打印到控制台。

Coeval(Task.fromFuture(Future {
   scala.concurrent.blocking {
      42
   }
}).runSyncStep).value() match {
   case Right(v) => println(v)
   case Left(task) => println("Task did not finish")
}

这个例子打印Task did not finish:

You can simply run the future to completion without giving any timeout interval by setting the timeout to infinite as below:
**import scala.concurrent.duration._  
Await.result(run(executionContext), Duration.Inf)**
run function can be as below :
def run(implicit ec: ExecutionContext) = {  
      val list = Seq(  
          Future { println("start 1"); Thread.sleep(1000); println("stop 1")},  
          Future { println("start 2"); Thread.sleep(2000); println("stop 2")},  
          Future { println("start 3"); Thread.sleep(3000); println("stop 3")},  
          Future { println("start 4"); Thread.sleep(4000); println("stop 4")},  
          Future { println("start 5"); Thread.sleep(5000); println("stop 5")}  
      )  
      Future.sequence(list)  
    }

TimeoutFuture

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