Netty中 ? extends Future＜? super V＞这种的写法的理解

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#java

1. 语法与结构分解

1.1 分解解释

外层：? extends Future<…>
- 含义：? 表示某种类型，限制为 Future 或其子类（如 ChannelFuture extends Future）。
- 作用：使监听器能够处理任何 Future 的子类型，增强灵活性。
- PECS 原则：外层是“生产者”（Producer），适合只读场景，监听器读取 Future 的状态（如 isSuccess()）。
内层：Future<? super V>
- 含义：? super V 表示 Future 的结果类型是 V 或其超类（如 V 是 Integer，则结果可以是 Number 或 Object）。
- 作用：允许 Future 接受 V 或其子类的结果，适合写入场景（如 Promise.setSuccess(V)）。
- PECS 原则：内层是“消费者”（Consumer），适合写入结果。

1.2 为什么嵌套？

灵活性：外层 ? extends Future 允许监听器处理多种 Future 子类（如 ChannelFuture 用于通道操作，DefaultPromise 用于自定义任务）。
类型安全：内层 ? super V 确保 Future 的结果类型与监听器的期望兼容，允许写入 V 或其子类。
异步模型：Netty 的异步操作（如 ChannelFuture、DefaultPromise）需要处理多种类型的结果，嵌套通配符提供了最大化的兼容性。

2. 理解 ? extends Future<? super V> 的逻辑

2.1 PECS 原则的体现

PECS（Producer-Extends, Consumer-Super）：
- 外层 ? extends Future：监听器是 Future 的“生产者”，读取 Future 的状态（如 isSuccess()、getNow()）。
- 内层 ? super V：Future 是结果的“消费者”，可以写入 V 或其子类（如 Promise.setSuccess(V)）。
逻辑：
- 监听器需要读取 Future 的状态，因此外层使用 ? extends Future 确保兼容所有 Future 子类。
- Future 的结果可能由 Promise 写入，内层使用 ? super V 允许写入 V 或其子类。

2.2 类型关系

外层类型：Future<? super V> 或其子类。
- 例如：ChannelFuture（Future）、DefaultPromise。
内层类型：V 或其超类。
- 如果 V 是 Integer，则结果类型可以是 Integer、Number 或 Object。
组合效果：
- 监听器可以处理 Future、Future 或 ChannelFuture（Future）。
- 结果类型灵活，兼容 V 或其超类。

2.3 为什么需要 ? super V？

写入灵活性：Future<? super V> 允许 Promise 写入 V 或其子类。
监听器兼容性：监听器可以处理结果类型为 V 的超类的 Future，增加灵活性。
示例：
- 如果 V 是 Integer，Promise 可以写入 Integer（Number 是 Integer 的超类）。
- 监听器可以处理 Future，读取结果为 Number。

3. Netty 中的实际案例

3.1 源码分析：GenericFutureListener

定义（io.netty.util.concurrent.GenericFutureListener）：

//extends Future<?>：类型约束，限制 F 必须是 Future<?> 或其子类。
//Future<?>：Future 接口的泛型形式，? 是一个通配符，表示 Future 的结果类型未知。
public interface GenericFutureListener<F extends Future<?>> {

    void operationComplete(F future) throws Exception;

}

使用场景(Future.addListener）：

public interface Future<V> {

    Future<V> addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super V>> listener);

}

解析：
- 外层 ? extends Future<? super V>：
  - ? 表示监听器可以处理 Future<? super V> 或其子类（如 ChannelFuture）。
  - 确保监听器兼容多种 Future 类型。
- 内层 ? super V：
  - ? super V 表示 Future 的结果类型是 V 或其超类。
  - 允许 Promise 写入 V 或其子类。

3.2 示例 1：监听 HTTP 请求写入

代码

import io.netty.channel.*;

import io.netty.handler.codec.http.*;

import io.netty.util.concurrent.GenericFutureListener;



public class HttpClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<FullHttpResponse> {

    @Override

    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {

        HttpRequest request = new DefaultFullHttpRequest(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpMethod.GET, "/");

        ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush(request);

        future.addListener(new GenericFutureListener<ChannelFuture>() {

            @Override

            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {

                if (future.isSuccess()) {

                    System.out.println("Request sent successfully");

                } else {

                    System.err.println("Failed: " + future.cause());

                    ctx.close();

                }

            }

        });

    }



    @Override

    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpResponse response) {

        System.out.println("Response: " + response.status());

        ctx.close();

    }

}

分析：
- 类型关系：
  - ChannelFuture 是 Future，因此 F 是 ChannelFuture。
  - V 是 Void，? super Void 包括 Void 或 Object。
- 外层通配符：? extends Future<? super Void> 允许监听器处理 ChannelFuture。
- 内层通配符：? super Void 表示结果类型可以是 Void（ChannelFuture 无返回值）。
- 只读场景：监听器读取 future.isSuccess() 和 future.cause()，不修改 future。

3.3 示例 2：自定义异步任务

代码：

import io.netty.util.concurrent.*;



public class AsyncTask {

    public static void main(String[] args) {

        EventExecutor executor = new DefaultEventExecutor();

        DefaultPromise<Number> promise = new DefaultPromise<>(executor);



        // 写入 Integer（Number 的子类）

        executor.execute(() -> {

            try {

                Thread.sleep(1000);

                promise.setSuccess(42); // 写入 Number 的子类

            } catch (Exception e) {

                promise.setFailure(e);

            }

        });



        // 监听结果

        promise.addListener(new GenericFutureListener<Future<Number>>() {

            @Override

            public void operationComplete(Future<Number> future) throws Exception {

                if (future.isSuccess()) {

                    System.out.println("Result: " + future.getNow());

                } else {

                    System.err.println("Failed: " + future.cause());

                }

            }

        });

    }

}

分析：
- 类型关系：
  - V 是 Number，? super Number 包括 Number 或 Object。
  - F 是 Future（DefaultPromise）。
- 外层通配符：? extends Future<? super Number> 允许监听器处理 Future。
- 内层通配符：? super Number 允许 promise.setSuccess(42)（Integer 是 Number 的子类）。
- 写入场景：promise 写入 Integer，监听器读取 Number。

4. 常见误区与注意事项

4.1 误区

误以为可以修改 Future：
- 错误：GenericFutureListener 修改 future 的结果。
- 原因：? extends Future 是只读，监听器不能调用 setSuccess。
误解内层 ? super V：
- 错误：认为 ? super V 限制读取。
- 原因：? super V 允许写入 V 或子类，读取返回 V 或超类。

5. 示例

5.1 示例

混合类型监听器:

import io.netty.util.concurrent.*;

import java.util.*;



public class FutureProcessor {
  //? extends Future<? super Number> 接受 Future<Number>。
  //? super Number 允许写入 Integer。
    public static void processFutures(List<? extends Future<? super Number>> futures) {

        for (Future<? super Number> future : futures) {

            if (future.isDone() && future.isSuccess()) {

                System.out.println("Result: " + future.getNow());

            }

        }

    }



    public static void main(String[] args) {

        EventExecutor executor = new DefaultEventExecutor();

        List<Future<Number>> futures = new ArrayList<>();

        DefaultPromise<Number> promise = new DefaultPromise<>(executor);

        futures.add(promise);

        executor.execute(() -> promise.setSuccess(42));

        processFutures(futures); // Result: 42

    }

}