Propósito

Asynchronous method invocation (invocación de método asincrónico) es un patrón con el que el hilo o subproceso de llamada
no se bloquea mientras espera resultados. El patrón proporciona procesamiento en paralelo de múltiples tareas independientes y recupera los resultados a través de
devoluciones de llamada (callbacks) o esperando hasta que termine el procedimiento.

Explicación

Ejemplo cotidiano

Lanzar cohetes espaciales es un negocio apasionante. El comandante de la misión da la orden de lanzamiento y
después de un tiempo indeterminado, el cohete se lanza con éxito o falla miserablemente.

En otras palabras

La invocación del método asíncrono inicia el procedimiento y vuelve inmediatamente antes de que la tarea termine
Los resultados del procedimiento se devuelven a la llamada posteriormente (callback).

Según Wikipedia

En la programación multiproceso, la invocación de método asíncrono (AMI), también conocida como
llamadas de método asíncrono o el patrón asíncrono es un patrón de diseño en el que el lugar de la llamada
no se bloquea mientras espera que termine el código llamado. En cambio, el hilo de llamada es
notificado cuando llega la respuesta. Sondear para obtener una respuesta es una opción no deseada.

Ejemplo programático

En este ejemplo, estamos lanzando cohetes espaciales y desplegando vehículos lunares.

La aplicación demuestra lo que hace el patrón de invocación del método asíncrono. Las partes clave del patrón son
AsyncResult que es un contenedor intermedio para un valor evaluado de forma asíncrona,
AsyncCallback que se puede proporcionar para que se ejecute al finalizar la tarea y AsyncExecutor que
gestiona la ejecución de las tareas asíncronas.

public interface AsyncResult<T> {
  boolean isCompleted();
  T getValue() throws ExecutionException;
  void await() throws InterruptedException;
}

public interface AsyncCallback<T> {
  void onComplete(T value, Optional<Exception> ex);
}

public interface AsyncExecutor {
  <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task);
  <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task, AsyncCallback<T> callback);
  <T> T endProcess(AsyncResult<T> asyncResult) throws ExecutionException, InterruptedException;
}

ThreadAsyncExecutor es una implementación de AsyncExecutor. Se destacan algunas de sus partes clave a continuación.

public class ThreadAsyncExecutor implements AsyncExecutor {

  @Override
  public <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task) {
    return startProcess(task, null);
  }

  @Override
  public <T> AsyncResult<T> startProcess(Callable<T> task, AsyncCallback<T> callback) {
    var result = new CompletableResult<>(callback);
    new Thread(
            () -> {
              try {
                result.setValue(task.call());
              } catch (Exception ex) {
                result.setException(ex);
              }
            },
            "executor-" + idx.incrementAndGet())
        .start();
    return result;
  }

  @Override
  public <T> T endProcess(AsyncResult<T> asyncResult)
      throws ExecutionException, InterruptedException {
    if (!asyncResult.isCompleted()) {
      asyncResult.await();
    }
    return asyncResult.getValue();
  }
}

Ahora está todo preparado para lanzar algunos cohetes y así poder ver cómo funciona todo.

public static void main(String[] args) throws Exception {
  // construye un nuevo objeto executor que ejecutará tareas asíncronas
  var executor = new ThreadAsyncExecutor();

  // inicia algunas tareas asíncronas con diferentes tiempos de procesamiento, las dos últimas con controladores de devolución de llamada
  final var asyncResult1 = executor.startProcess(lazyval(10, 500));
  final var asyncResult2 = executor.startProcess(lazyval("test", 300));
  final var asyncResult3 = executor.startProcess(lazyval(50L, 700));
  final var asyncResult4 = executor.startProcess(lazyval(20, 400), callback("Desplegando el rover lunar"));
  final var asyncResult5 =
      executor.startProcess(lazyval("devolución de llamada callback", 600), callback("Desplegando el rover lunar"));

  // emula el procesamiento en el hilo o subproceso actual mientras las tareas asíncronas se ejecutan en sus propios hilos o subprocesos
  Subproceso.dormir(350); // Oye, estamos trabajando duro aquí
  log("El comandante de la misión está bebiendo café");

  // espera a que se completen las tareas
  final var result1 = executor.endProcess(asyncResult1);
  final var result2 = executor.endProcess(asyncResult2);
  final var result3 = executor.endProcess(asyncResult3);
  asyncResult4.await();
  asyncResult5.await();

  // registra los resultados de las tareas, las devoluciones de las llamadas se registran inmediatamente cuando se completan
  log("Cohete espacial <" + resultado1 + "> ha completado su lanzamiento");
  log("Cohete espacial <" + resultado2 + "> ha completado su lanzamiento");
  log("Cohete espacial <" + result3 + "> ha completado su lanzamiento");
}

Aquí está la salida de la consola del programa.

21:47:08.227 [executor-2] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Cohete espacial <prueba> lanzado con éxito
21:47:08.269 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - El comandante de la misión está bebiendo café
21:47:08.318 [executor-4] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Cohete espacial <20> lanzado con éxito
21:47:08.335 [executor-4] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App Desplegando el rover lunar <20>
21:47:08.414 [executor-1] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App  - Cohete espacial <10> lanzado con éxito
21:47:08.519 [executor-5] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Cohete espacial <devolución de llamada callback> lanzado con éxito
21:47:08.519 [executor-5] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Implementando el vehículo lunar <devolución de llamada callback>
21:47:08.616 [executor-3] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Cohete espacial <50> lanzado con éxito
21:47:08.617 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Lanzamiento del cohete espacial <10> completado
21:47:08.617 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Lanzamiento de cohete espacial <prueba> completado
21:47:08.618 [main] INFO com.iluwatar.async.method.invocation.App - Lanzamiento del cohete espacial <50> completado

Diagrama de clase

Invocación de método asíncrono

Aplicabilidad

Utiliza el patrón de invocación del método asíncrono cuando

• Tienes múltiples tareas independientes que pueden ejecutarse en paralelo
• Necesitas mejorar el desempeño de un grupo de tareas secuenciales
• Tienes una cantidad limitada de capacidad de procesamiento o tareas de ejecución prolongada y la llamada no debe esperar a que las tareas estén listas

Ejemplos cotidianos

• FutureTask
• CompletableFuture
• ExecutorService
• Patrón asíncrono basado en tareas