31 | Guarded Suspension模式：等待唤醒机制的规范实现

王宝令

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该思维导图由 AI 生成，仅供参考

前不久，同事小灰工作中遇到一个问题，他开发了一个 Web 项目：Web 版的文件浏览器，通过它用户可以在浏览器里查看服务器上的目录和文件。这个项目依赖运维部门提供的文件浏览服务，而这个文件浏览服务只支持消息队列（MQ）方式接入。消息队列在互联网大厂中用的非常多，主要用作流量削峰和系统解耦。在这种接入方式中，发送消息和消费结果这两个操作之间是异步的，你可以参考下面的示意图来理解。
消息队列（MQ）示意图
在小灰的这个 Web 项目中，用户通过浏览器发过来一个请求，会被转换成一个异步消息发送给 MQ，等 MQ 返回结果后，再将这个结果返回至浏览器。小灰同学的问题是：给 MQ 发送消息的线程是处理 Web 请求的线程 T1，但消费 MQ 结果的线程并不是线程 T1，那线程 T1 如何等待 MQ 的返回结果呢？为了便于你理解这个场景，我将其代码化了，示例代码如下。
class Message{
  String id;
  String content;
}
//该方法可以发送消息
void send(Message msg){
  //省略相关代码
}
//MQ消息返回后会调用该方法
//该方法的执行线程不同于
//发送消息的线程
void onMessage(Message msg){
  //省略相关代码
}
//处理浏览器发来的请求
Respond handleWebReq(){
  //创建一消息
  Message msg1 = new 
    Message("1","{...}");
  //发送消息
  send(msg1);
  //如何等待MQ返回的消息呢？
  String result = ...;
}
看到这里，相信你一定有点似曾相识的感觉，这不就是前面我们在《15 | Lock 和 Condition（下）：Dubbo 如何用管程实现异步转同步？》中曾介绍过的异步转同步问题吗？仔细分析，的确是这样，不过在那一篇文章中我们只是介绍了最终方案，让你知其然，但是并没有介绍这个方案是如何设计出来的，今天咱们再仔细聊聊这个问题，让你知其所以然，遇到类似问题也能自己设计出方案来。

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Guarded Suspension模式是一种规范实现的等待唤醒机制，旨在解决异步操作中的等待唤醒问题。文章以Web项目中等待消息队列（MQ）返回结果的场景为例，引入Guarded Suspension模式，类比大堂经理协调就餐的情景，通过GuardedObject对象的get()和onChanged()方法实现了等待和唤醒的功能。进一步扩展了Guarded Suspension模式，引入Map来维护MQ消息id和GuardedObject对象实例的关系，更方便地解决了等待MQ返回消息的问题。通过示例代码展示了如何利用扩展后的GuardedObject来解决实际问题。总的来说，Guarded Suspension模式提供了一种规范的解决方案，能够有效地解决异步操作中的等待唤醒问题。 Guarded Suspension模式本质上是一种等待唤醒机制的规范实现，规范化的好处在于无需重头思考如何实现，也能避免一不小心写出Bug。在解决实际问题时，往往需要对其进行扩展，可以对GuardedObject的功能进行增强，或创建新的类来实现扩展。Guarded Suspension模式也常被称作Guarded Wait模式、Spin Lock模式，甚至有一个更形象的非官方名字：多线程版本的if。文章还引发了关于使用done.await()加锁和直接使用sleep()方法的讨论，探讨了不同实现方式的优劣。文章内容涵盖了Guarded Suspension模式的基本原理、扩展方法以及实际应用，对读者快速了解该模式具有重要意义。

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一道阳光
当从消息队列接收消息失败时，while循环会一直执行下去，永远不会结束，回占用大量资源。
作者回复: 👍
2019-05-09
10
63
Felix Envy
老师，感觉如果有方法调用了GuardedObect.create方法但是没有任何其他线程调用fireEvent方法会造成内存泄漏啊，这种情况需要考虑吗？
作者回复: 👍 需要，等待超时后要把他移除。
2019-05-12
2
49
zhangwei
老师，我有个疑问，希望帮忙解答。如果Web应用是集群的，A节点处理HTTP请求后发了MQ，B节点的onMessage消费了回执消息，那么A节点怎么把结果响应给客户端呢？疑问好久了，希望老师给个思路，谢谢！
作者回复: 我了解有人是这么做的：把回执消息放到redis的list中，按照ip重新分组之后从redis中再次消费。也可以按照ip建立不同的topic。
2019-05-18
14
40
Mr.Brooks
没有锁也无法保证内存可见性吧
作者回复: 👍
2019-05-10
2
25
朵朵集团总裁
如果mq服务挂了无法消费，会引起web请求服务很多线程出于等待状态，是不是应该whlie循环加上超时。
作者回复: 总裁您说的对👍
2020-04-01

10
张三
接入微信支付支付宝支付里边，也需要提供一个回调函数，onChange()就是一个回调函数吧，不过微信支付宝支付是异步回调，是不是也可以改成这种？微信支付宝里边的其它第三方支付是不是就是这种模式，因为支付成功之后跳转到它们自己的页面，而不是微信支付宝官方的支付成功界面
作者回复: 这个回调函数和mq的回调函数从服务接入方的角度看是一样的
2019-05-10

9
飞翔
老师 future.get 就是guarded suspension 的应用吧
作者回复: 是的👍
2019-09-24
3
7
君哥聊技术
如果以文中的最后一段示例代码来看，每一个请求生成一个id，对应一个GuardedObject，并没有线程安全问题。我觉得可以去掉锁。但是加sleep的话，没有办法唤醒，只能等到超时。
作者回复: await和notify获取锁才能调用，所以不能去掉锁
2019-05-09

7
庄墨寒
老师, 我觉得您只是举个例子吧. 真实的生成环境, A和B肯定都是一个集群; A 给 B发一个消息. B处理完后再给A发一个消息, 在A 集群中发送和接收消息的大概率两台不同的机器. 解决这个问题两种办法: 1. web 请求长轮询; 2. A集群有分布式的缓存, A的某台机器处理消息后把结果写到缓存, 处理web请求的机器有专门的线程去轮询.
作者回复: 这是个真实的例子，集群中有两台机器，a->b有一个参数topic，b->a的时候根据传入的topic参数来确定写入哪个topic的，两台机器的topic参数不同，所以发送和接收是能对应上的
2019-09-06

6
ipofss
老师，这节听了个大概，不是非常懂。其中有一点没理解，get方法加锁后，while判断一直都为true，也就一直不会释放锁，那onChanged方法进去之后，获取不到锁，双方不久互相死等下去了么，我应该还是哪里没想明白
作者回复: wait会释放锁，建议重看第一部分管程相关的内容
2019-10-30

5

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