Scala：加入/等待越来越多的期货队列

Question

我启动了几个异步进程，这些异步进程又可以在需要时启动更多进程（请考虑遍历目录结构或类似的东西）。 每个进程都返回一些内容，最后，我想等待所有这些内容完成，并安排一个函数对结果集合进行处理。

天真的尝试

我的解决方案尝试使用可变的ListBuffer （我不断添加所生成的期货）和Future.sequence来调度一些功能，以在此缓冲区中列出的所有这些期货完成时运行。

我准备了一个说明问题的最小示例：

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
}

它首先安排f1和f2期货，然后在1秒后以f1分辨率安排f3 。 f3本身将在2秒后解决。 因此，我期望得到以下内容：

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>))

...这很可能是由于这样的事实，我们等待的期货清单在Future.sequence的初始调用期间是固定的，以后不会更改。

工作，但是很难尝试

最终，通过以下代码，我实现了它的作用：

  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
    }
  }

这可以按预期工作，最终获得所有3个期货：

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)

但这仍然非常丑陋。 如果看到队列完成时长于结果数，它将重新启动Future.sequence等待，希望下次完成时情况会更好。 当然，这很糟糕，因为它会耗尽堆栈，并且如果此检查将在创建Future和将其添加到队列之间的一个很小的窗口中触发，则可能会容易出错。

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是否可以这样做而不用Akka重写所有内容，或者不使用Await.result （由于我的代码是为Scala.js编译的，所以我实际上无法使用它）。

Answer 1

正确的方法可能是组成您的期货。 具体来说，f1不应只是从f3开始，它可能应该在其上展开flatMap，也就是说，f1的Future直到f3解析后才会解析。

请记住， Future.sequence是一种后备选项，仅当所有Futures真正断开时才使用。 在您描述的情况下，存在真正的依赖关系时，这些关系最好用您实际返回的期货来表示。 使用Futures时，flatMap是您的朋友，应该是您可以使用的最早工具之一。 （通常，但并不总是作为for内涵。）

可以肯定地说，如果您想要可变的Futures队列，则代码结构不正确，并且有更好的方法来执行此操作。 特别是在Scala.js中（这是我的大部分代码所在，并且非常重于Future），我经常对这些Future进行理解-我认为这是唯一明智的操作方式...

Answer 2

就像贾斯汀提到的那样，您不能丢失对其他期货中产生的期货的引用，应该使用map和flatMap对其进行链接。

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)

Answer 3

我不会涉及Future.sequence ：它使操作并行化，并且您似乎正在寻找顺序的异步执行。 此外，您可能不需要在定义后立即开始期货。 组成应如下所示：

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))

诀窍不在于过早推出期货。 这就是为什么我们有f(n)直到我们用()调用它才开始的原因。