Scala：加入/等待不断增长的期货队列

Question

我启动了几个异步进程，如果需要，这些进程反过来可以启动更多的进程（想想遍历目录结构或类似的东西）。每个进程都会返回一些东西，最后我想等待所有这些进程的完成，并安排一个函数来处理结果集合。

我的解决方案尝试使用可变的ListBuffer（我不断添加我生成的期货）和Future.sequence来安排一些函数在此缓冲区中列出的所有这些期货完成后运行。

我准备了一个简单的例子来说明这个问题：

object FuturesTest extends App {
  var queue = ListBuffer[Future[Int]]()

  val f1 = Future {
    Thread.sleep(1000)
    val f3 = Future {
      Thread.sleep(2000)
      Console.println(s"f3: 1+2=3 sec; queue = $queue")
      3
    }
    queue += f3
    Console.println(s"f1: 1 sec; queue = $queue")
    1
  }
  val f2 = Future {
    Thread.sleep(2000)
    Console.println(s"f2: 2 sec; queue = $queue")
    2
  }

  queue += f1
  queue += f2
  Console.println(s"starting; queue = $queue")

  Future.sequence(queue).foreach(
    (all) => Console.println(s"Future.sequence finished with $all")
  )

  Thread.sleep(5000) // simulates app being alive later
}

它首先调度f1和f2期货，然后f3将在1秒后的f1分辨率中调度。f3本身将在2秒内解析。因此，我期望得到的是以下内容：

starting; queue = ListBuffer(Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f1: 1 sec; queue = ListBuffer(Future(<not completed>), Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f2: 2 sec; queue = ListBuffer(Future(Success(1)), Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f3: 1+2=3 sec; queue = ListBuffer(Future(Success(1)), Future(Success(2)), Future(<not completed>))
Future.sequence finished with ListBuffer(1, 2, 3)

但是，我实际上得到了：

starting; queue = ListBuffer(Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f1: 1 sec; queue = ListBuffer(Future(<not completed>), Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f2: 2 sec; queue = ListBuffer(Future(Success(1)), Future(<not completed>), Future(<not completed>))
Future.sequence finished with ListBuffer(1, 2)
f3: 1+2=3 sec; queue = ListBuffer(Future(Success(1)), Future(Success(2)), Future(<not completed>))

...这很可能是因为我们等待的未来列表在最初调用< code>Future.sequence时是固定的，以后不会改变。

最终，我用这段代码让它按照我想要的方式运行：

  waitForSequence(queue, (all: ListBuffer[Int]) => Console.println(s"finished with $all"))

  def waitForSequence[T](queue: ListBuffer[Future[T]], act: (ListBuffer[T] => Unit)): Unit = {
    val seq = Future.sequence(queue)
    seq.onComplete {
      case Success(res) =>
        if (res.size < queue.size) {
          Console.println("... still waiting for tasks")
          waitForSequence(queue, act)
        } else {
          act(res)
        }
      case Failure(exc) =>
        throw exc
    }
  }

这是按计划进行的，最终实现了所有3种未来：

starting; queue = ListBuffer(Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f1: 1 sec; queue = ListBuffer(Future(<not completed>), Future(<not completed>), Future(<not completed>))
f2: 2 sec; queue = ListBuffer(Future(Success(1)), Future(<not completed>), Future(<not completed>))
... still waiting for tasks
f3: 1+2=3 sec; queue = ListBuffer(Future(Success(1)), Future(Success(2)), Future(<not completed>))
finished with ListBuffer(1, 2, 3)

但还是很丑。如果它在完成时看到队列比结果数长，它就重新开始< code>Future.sequence等待，希望下次完成时情况会好一些。当然，这是不好的，因为它耗尽了堆栈，并且如果在创建future和将其添加到队列之间的一个小窗口内触发该检查，则可能容易出错。

是否可以在不用Akka重写所有内容或诉诸于使用Reit.result的情况下执行此操作（由于我的代码是为Scala编译的，因此我实际上无法使用.js）。

Answer 1

我以后不会涉及。序列：它将操作并行化，您似乎在寻找顺序异步执行。此外，您可能不需要在定义后立即启动期货。构图应该是这样的：

def run[T](queue: List[() => Future[T]]): Future[List[T]] = {
  (Future.successful(List.empty[T]) /: queue)(case (f1, f2) =>
  f1() flatMap (h => )
  )

val t0 = now

def f(n: Int): () => Future[String] = () => {
  println(s"starting $n")
  Future[String] {
    Thread.sleep(100*n)
    s"<<$n/${now - t0}>>"
  }
}

println(Await.result(run(f(7)::f(10)::f(20)::f(3)::Nil), 20 seconds))

诀窍不是过早地推出期货;这就是为什么我们有f（n），直到我们用（）调用它才会开始。

Answer 2

正确的方法可能是构建你的未来。具体地说，f1不应该只是从f3开始，它可能应该是f3的平面图——也就是说，在f3解决之前，f1的未来不会解决。

请记住，Future.sequence是一种后备选项，仅在Futures完全断开连接时使用。在您描述的情况下，存在真正的依赖关系，这些在您实际返回的Futures中得到了最好的表示。使用Futures时，平面图是您的朋友，应该是您首先使用的工具之一。（通常但不总是作为用于理解。）

可以肯定地说，如果你想要一个可变的未来队列，代码的结构并不正确，有一个更好的方法可以做到这一点。特别是在Scala.js中(我的大部分代码都在那里，并且非常依赖于未来),我经常使用对未来的理解——我认为这是唯一明智的操作方式...

Answer 3

就像Justin提到的，你不能失去对其他期货内部生成的期货的引用，你应该使用map和flatMap来链接它们。

val f1 = Future {
  Thread.sleep(1000)
  val f3 = Future {
    Thread.sleep(2000)
    Console.println(s"f3: 1+2=3 sec")
    3
  }
  f3.map{
    r =>
      Console.println(s"f1: 1 sec;")
      Seq(1, r)
  }
}.flatMap(identity)

val f2 = Future {
  Thread.sleep(2000)
  Console.println(s"f2: 2 sec;")
  Seq(2)
}

val futures = Seq(f1, f2)

Future.sequence(futures).foreach(
  (all) => Console.println(s"Future.sequence finished with ${all.flatten}")
)

Thread.sleep(5000) // simulates app being alive later

这适用于最小的示例，我不确定它是否适用于您的实际用例。结果是：

f2: 2 sec;
f3: 1+2=3 sec
f1: 1 sec;
Future.sequence finished with List(1, 3, 2)