需求: 如何写个异步调用，以后能力高了，写出个异步框架呢? 

今天我来谈谈自己的想法，也是为以后尝试写异步框架奠定些基础。

第一，异步是什么东西呢? 我的理解异步就是(1) 不等待，直接返回 (2)对于异步框架，比如vertx，一般会有 callback。(3)对于异步框架来说，主线程不会终止异步线程。(4) 对于单线程来说，比如js，会形成event queue

好了，其实掌握异步的线程模型，得好好掌握netty reactor线程模型。

第二， java 如何写个异步调用的? 听起来很简单，异步嘛，callback就可以了。一开始我确实是这么想的，因为我最近vertx 框架想多了，一个简简单单的callback 就实现了异步调用。 但是java的callback 却实现不了异步。至于js callback 异步，我们后面分析。那我们怎么写java 异步呢? 异步的本质是什么呢，为什么我写的callback代码是同步，别人写的callback代码就是异步呢?  首先得清楚的知道以下几点。 

     (1) 根据李林锋的文章，jdk 1.0 到jdk 1.3 ， java 的 IO 类库都非常原始，很多unix 网络编程中的概念或者接口再IO类库中都没有体现，例如 Pipe， channel，Buffer，和 Selector。 jdk1.4 时候，出现了Nio 的包，提供了进行异步的API 和类库，比如 byteBuffer，Pipe， serverSocketChannel 和socketChannel，多路复用的selector。按照我的理解，这就表明，jvm 底层 再jdk 1.0 和 jdk 1.3 就不支持异步的操作。

      (2)  java 的主线程 和 子线程之间的关系。比如setDaemon(true),主线程会终止子线程，尽管子线程还没有执行完。 Thread.join(). 主线程会等待子线程执行完了之后，才会执行主线程。当我们什么都不设置的时候，主线程和子线程之间 是不互相影响的。vertx 就是这样的异步框架。vertx 的callback 都是一个个handler。

     (3) 线程调用，底层由系统来决定的，比如java 里面的native 方法。linux fork 一个子线程和windows fork 子线程可能是不一样的。Nio 的线程模型是如何执行的，需要操作系统的线程调用。

那我要是想写个java 异步程序是不是很简单? 不用callback，直接 new thread(()-> {system.out,println("async invoking")}).start()。 Thread 里面的run 方法就会异步的执行. 请看下图， 是不是很简单? 但是我会问，为什么执行线程这块不是同步呢? 都由主线程来执行呢，可是当new 一个新的线程之后，就会告诉主线程，你继续执行把，新线程里面的东西，我自己的线程栈执行就可以了，你不用管我。这就是为什么scheduledthreadPool， fixedthreadPool，cachethreadPool等，这些都是异步的，由新的线程池来执行，主线程该干啥干啥去。这就是异步！至于为什么 新new thread就是异步的，我觉得这个得看背后的 jvm 怎么实现的，jvm 是如何调用操作系统的线程来做异步代码执行的。 new thread start方式调用的是native() 方法:

private native void start0();

第三: 那是不是 我就可以写异步框架，比如通信的server 端了? 不管是 grpc http2协议，vertx tcp 通信和http 协议。我们还得想想 性能问题，我可以用socket 通信简单写个异步的server 端出来，但是性能呢? 可以接多少个客户端的请求呢? 

那我们再等等，需要了解下面的 线程模型的演变，note: 个人觉得底层的操作，比如多路复用，还是需要操作系统底层的支持的，现在是多核多CPU，多线程的 硬件设备。 但是底层到底是怎么支持，我确实不太清楚，但是不妨碍我们继续往下走。

(1).  

传统的java BIO web 模型，比如tomcat， 一个请求就会由一个线程进行阻塞的处理。这样的线程模型支持的并发量并不是很高，二是线程阻塞，很容易导致服务端的crash 掉。 而且我们不能同时创建这么多线程来阻塞执行。

(2).   

看下上面的图，是不是很明了? 由于(1) 图是来一个请求，就会创建一个新的线程，这个弊端很是明显，那么(2) 图，就使用一个线程池的方式来做，线程池控制总的线程数量。因此避免了每个请求都会创建一个新线程从而耗尽资源。 但是由于底层仍是采用了同步阻塞的方式处理，从而仍然不能解决性能， 可靠性， 可维护性等问题。

(3)

jdk 5之后，java 底层通信发生了变化，许多的Nio的出现，使得 java 线程 不再是以阻塞的方式调用，异步调用，多路复用的方式开始出现。我们看上面的线程模型，selector 多路复用的选择一个就绪的cahnnel，然后dispatcher 分发，给 reactor thread pool handler 异步执行。然后异步处理完成之后，再由selector 将结果通过channel 给客户端。但是问题是reactor thread pool 线程也会越积越多。我觉得这样的线程模型在有限的线程资源下，利用的越来越合理，但是真当许多的并发流量来的时候，还是要扩容机器的。

(4)

multiple reactor 模式， 有了mainReactor 和 subReactor， mainReactor 主要负责 accept， subReactor 则负责 read， send等操作。其中由read 等操作，再进一步给thread pool 来操作。 整个线程模型是越来越有效率。比最初的好处有哪些呢?

 1. 每个client 请求 不是新new thread 线程来处理，而是有acceptor 通过多路复用 统一的处理。

2. task 处理，比如各种handler 不再同步的处理，而是采用异步的线程池的方式处理。此外各个线程池分工合作，高效很多。

但是此处，我有一点点不理解的地方，selector 的多路复用，应该只用在了acceptor 和 channel 的状态等， 真正的任务处理，也还是要线程池里面的线程去执行，然后通过回调返回给selector，返回给 channel。 这样不会有阻塞，线程池来管理，各个部分分工合作。

第四步: 好了，当我们大致了解这些东西之后，我们就可以选择一个框架来写异步框架了，当然首选的还是netty，grpc 使用的netty4.X 版本的，支持http2 的标准协议。这个框架怎么写，需要以后有时间尝试写个rpc 异步框架。但是呢，介绍到这里，我觉得应该初步明白应该从哪里研究哪里动手了。

最后我还想简单的介绍下 js 的 eventloop 和 vertx 的eventloop。

首先看js 的:

js是单线程的，HTML5提出Web Worker标准，但是子线程完全受主线程控制，且不得操作DOM。从而说js 还是单线程的。js 的eventloop 就非常的简单，不像java netty。

这个简单把，上面图来自与Philip Roberts的演讲《Help, I'm stuck in an event-loop》。

你看stack 线程栈按顺序执行着，有回调(callback)，比如ajax， 我就把回调放到下面的callback queue 里面，然后等主线程栈的代码执行完了之后呢，就开始执行callback queue 里面的 onclick，onload 等等callback。 我个人觉得里面异步执行是有异步执行的线程的，将异步执行的结果放到queue 队列就结束了，因此我觉得主线程是eventloop线程，但是异步执行的线程也是不可避免的，不然谁来执行ajax 请求呢? 就像set timer  一样，我觉得还是有timer 这样的线程来执行的。

那vertx 呢?  这个vertx 线程模型也是由eventloop来的。当设置vertx.deploy(verticle).setWorker(true)的时候，在每个verticle里面的代码执行都是eventloop 主线程执行的，里面每个函数的callback，都是有子线程，也就是worker线程来执行的，但是verticle里面是没有race condition 关系的，也就是说同一时间，只会有一个线程执行代码，我也很好奇这种的执行方式是如何保证的。 我觉得是每个 callback 就是个callback， 然后像js 那样，再eventloop 主线程执行完之后，才从handler queue 取出线程，一个一个执行，此时执行的时候，就是worker 线程。

这些框架到处都是神奇的地方，如果想完全理解，只有自己写个异步框架就好理解了。不然也会许多不明白的地方，希望我有机会自己写个异步框架，这才是霸气所在把。另外有些地方还是值得以后慢慢研究，研究越深，就会有豁然开朗感觉。