folly/wangle/Future.h

   1 /*
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  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
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  13  * See the License for the specific language governing permissions and
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  15  */
  16
  17 #pragma once
  18
  19 #include <algorithm>
  20 #include <exception>
  21 #include <functional>
  22 #include <memory>
  23 #include <type_traits>
  24 #include <vector>
  25
  26 #include <folly/MoveWrapper.h>
  27 #include "Promise.h"
  28 #include "Try.h"
  29
  30 namespace folly { namespace wangle {
  31
  32 template <typename T> struct isFuture;
  33 template <class> class Later;
  34
  35 template <class T>
  36 class Future {
  37  public:
  38   typedef T value_type;
  39
  40   // not copyable
  41   Future(Future const&) = delete;
  42   Future& operator=(Future const&) = delete;
  43
  44   // movable
  45   Future(Future&&) noexcept;
  46   Future& operator=(Future&&);
  47
  48   ~Future();
  49
  50   /** Return the reference to result. Should not be called if !isReady().
  51     Will rethrow the exception if an exception has been
  52     captured.
  53
  54     This function is not thread safe - the returned Future can only
  55     be executed from the thread that the executor runs it in.
  56     See below for a thread safe version
  57     */
  58   typename std::add_lvalue_reference<T>::type
  59   value();
  60   typename std::add_lvalue_reference<const T>::type
  61   value() const;
  62
  63   /// Returns a Later which will call back on the other side of executor.
  64   ///
  65   ///   f.via(e).then(a).then(b).launch();
  66   ///
  67   /// a and b will execute in the same context (the far side of e)
  68   template <typename Executor>
  69   Later<T> via(Executor* executor);
  70
  71   /** True when the result (or exception) is ready. */
  72   bool isReady() const;
  73
  74   /** A reference to the Try of the value */
  75   Try<T>& getTry();
  76
  77   /** When this Future has completed, execute func which is a function that
  78     takes a Try<T>&&. A Future for the return type of func is
  79     returned. e.g.
  80
  81     Future<string> f2 = f1.then([](Try<T>&&) { return string("foo"); });
  82
  83     The Future given to the functor is ready, and the functor may call
  84     value(), which may rethrow if this has captured an exception. If func
  85     throws, the exception will be captured in the Future that is returned.
  86     */
  87   /* TODO n3428 and other async frameworks have something like then(scheduler,
  88      Future), we probably want to support a similar API (instead of
  89      via. or rather, via should return a cold future (Later) and we provide
  90      then(scheduler, Future) ). */
  91   template <class F>
  92   typename std::enable_if<
  93     !isFuture<typename std::result_of<F(Try<T>&&)>::type>::value,
  94     Future<typename std::result_of<F(Try<T>&&)>::type> >::type
  95   then(F&& func);
  96
  97   /// Variant where func returns a Future<T> instead of a T. e.g.
  98   ///
  99   ///   Future<string> f2 = f1.then(
 100   ///     [](Try<T>&&) { return makeFuture<string>("foo"); });
 101   template <class F>
 102   typename std::enable_if<
 103     isFuture<typename std::result_of<F(Try<T>&&)>::type>::value,
 104     Future<typename std::result_of<F(Try<T>&&)>::type::value_type> >::type
 105   then(F&& func);
 106
 107   /// Variant where func is an ordinary function (static method, method)
 108   ///
 109   ///   R doWork(Try<T>&&);
 110   ///
 111   ///   Future<R> f2 = f1.then(doWork);
 112   ///
 113   /// or
 114   ///
 115   ///   struct Worker {
 116   ///     static R doWork(Try<T>&&); }
 117   ///
 118   ///   Future<R> f2 = f1.then(&Worker::doWork);
 119   template <class = T, class R = std::nullptr_t>
 120   typename std::enable_if<!isFuture<R>::value, Future<R>>::type
 121   inline then(R(*func)(Try<T>&&)) {
 122     return then([func](Try<T>&& t) {
 123       return (*func)(std::move(t));
 124     });
 125   }
 126
 127   /// Variant where func returns a Future<R> instead of a R. e.g.
 128   ///
 129   ///   struct Worker {
 130   ///     Future<R> doWork(Try<T>&&); }
 131   ///
 132   ///   Future<R> f2 = f1.then(&Worker::doWork);
 133   template <class = T, class R = std::nullptr_t>
 134   typename std::enable_if<isFuture<R>::value, R>::type
 135   inline then(R(*func)(Try<T>&&)) {
 136     return then([func](Try<T>&& t) {
 137       return (*func)(std::move(t));
 138     });
 139   }
 140
 141   /// Variant where func is an member function
 142   ///
 143   ///   struct Worker {
 144   ///     R doWork(Try<T>&&); }
 145   ///
 146   ///   Worker *w;
 147   ///   Future<R> f2 = f1.then(w, &Worker::doWork);
 148   template <class = T, class R = std::nullptr_t, class Caller = std::nullptr_t>
 149   typename std::enable_if<!isFuture<R>::value, Future<R>>::type
 150   inline then(Caller *instance, R(Caller::*func)(Try<T>&&)) {
 151     return then([instance, func](Try<T>&& t) {
 152       return (instance->*func)(std::move(t));
 153     });
 154   }
 155
 156   /// Variant where func returns a Future<R> instead of a R. e.g.
 157   ///
 158   ///   struct Worker {
 159   ///     Future<R> doWork(Try<T>&&); }
 160   ///
 161   ///   Worker *w;
 162   ///   Future<R> f2 = f1.then(w, &Worker::doWork);
 163   template <class = T, class R = std::nullptr_t, class Caller = std::nullptr_t>
 164   typename std::enable_if<isFuture<R>::value, R>::type
 165   inline then(Caller *instance, R(Caller::*func)(Try<T>&&)) {
 166     return then([instance, func](Try<T>&& t) {
 167       return (instance->*func)(std::move(t));
 168     });
 169   }
 170
 171   /// Convenience method for ignoring the value and creating a Future<void>.
 172   /// Exceptions still propagate.
 173   Future<void> then();
 174
 175   /// This is not the method you're looking for.
 176   ///
 177   /// This needs to be public because it's used by make* and when*, and it's
 178   /// not worth listing all those and their fancy template signatures as
 179   /// friends. But it's not for public consumption.
 180   template <class F>
 181   void setCallback_(F&& func);
 182
 183  private:
 184   typedef detail::State<T>* statePtr;
 185
 186   // shared state object
 187   statePtr state_;
 188
 189   explicit
 190   Future(statePtr obj) : state_(obj) {}
 191
 192   void detach();
 193
 194   void throwIfInvalid() const;
 195
 196   friend class Promise<T>;
 197 };
 198
 199 /**
 200   Make a completed Future by moving in a value. e.g.
 201
 202     string foo = "foo";
 203     auto f = makeFuture(std::move(foo));
 204
 205   or
 206
 207     auto f = makeFuture<string>("foo");
 208 */
 209 template <class T>
 210 Future<typename std::decay<T>::type> makeFuture(T&& t);
 211
 212 /** Make a completed void Future. */
 213 Future<void> makeFuture();
 214
 215 /** Make a completed Future by executing a function. If the function throws
 216   we capture the exception, otherwise we capture the result. */
 217 template <class F>
 218 auto makeFutureTry(
 219   F&& func,
 220   typename std::enable_if<
 221     !std::is_reference<F>::value, bool>::type sdf = false)
 222   -> Future<decltype(func())>;
 223
 224 template <class F>
 225 auto makeFutureTry(
 226   F const& func)
 227   -> Future<decltype(func())>;
 228
 229 /// Make a failed Future from an exception_ptr.
 230 /// Because the Future's type cannot be inferred you have to specify it, e.g.
 231 ///
 232 ///   auto f = makeFuture<string>(std::current_exception());
 233 template <class T>
 234 Future<T> makeFuture(std::exception_ptr const& e);
 235
 236 /** Make a Future from an exception type E that can be passed to
 237   std::make_exception_ptr(). */
 238 template <class T, class E>
 239 typename std::enable_if<std::is_base_of<std::exception, E>::value, Future<T>>::type
 240 makeFuture(E const& e);
 241
 242 /** Make a Future out of a Try */
 243 template <class T>
 244 Future<T> makeFuture(Try<T>&& t);
 245
 246 /** When all the input Futures complete, the returned Future will complete.
 247   Errors do not cause early termination; this Future will always succeed
 248   after all its Futures have finished (whether successfully or with an
 249   error).
 250
 251   The Futures are moved in, so your copies are invalid. If you need to
 252   chain further from these Futures, use the variant with an output iterator.
 253
 254   XXX is this still true?
 255   This function is thread-safe for Futures running on different threads.
 256
 257   The return type for Future<T> input is a Future<std::vector<Try<T>>>
 258   */
 259 template <class InputIterator>
 260 Future<std::vector<Try<
 261   typename std::iterator_traits<InputIterator>::value_type::value_type>>>
 262 whenAll(InputIterator first, InputIterator last);
 263
 264 /// This version takes a varying number of Futures instead of an iterator.
 265 /// The return type for (Future<T1>, Future<T2>, ...) input
 266 /// is a Future<std::tuple<Try<T1>, Try<T2>, ...>>.
 267 /// The Futures are moved in, so your copies are invalid.
 268 template <typename... Fs>
 269 typename detail::VariadicContext<
 270   typename std::decay<Fs>::type::value_type...>::type
 271 whenAll(Fs&&... fs);
 272
 273 /** The result is a pair of the index of the first Future to complete and
 274   the Try. If multiple Futures complete at the same time (or are already
 275   complete when passed in), the "winner" is chosen non-deterministically.
 276
 277   This function is thread-safe for Futures running on different threads.
 278   */
 279 template <class InputIterator>
 280 Future<std::pair<
 281   size_t,
 282   Try<typename std::iterator_traits<InputIterator>::value_type::value_type>>>
 283 whenAny(InputIterator first, InputIterator last);
 284
 285 /** when n Futures have completed, the Future completes with a vector of
 286   the index and Try of those n Futures (the indices refer to the original
 287   order, but the result vector will be in an arbitrary order)
 288
 289   Not thread safe.
 290   */
 291 template <class InputIterator>
 292 Future<std::vector<std::pair<
 293   size_t,
 294   Try<typename std::iterator_traits<InputIterator>::value_type::value_type>>>>
 295 whenN(InputIterator first, InputIterator last, size_t n);
 296
 297 /** Wait for the given future to complete on a semaphore. Returns a completed
 298  * future containing the result.
 299  *
 300  * NB if the promise for the future would be fulfilled in the same thread that
 301  * you call this, it will deadlock.
 302  */
 303 template <class T>
 304 Future<T> waitWithSemaphore(Future<T>&& f);
 305
 306 /** Wait for up to `timeout` for the given future to complete. Returns a future
 307  * which may or may not be completed depending whether the given future
 308  * completed in time
 309  *
 310  * Note: each call to this starts a (short-lived) thread and allocates memory.
 311  */
 312 template <typename T, class Duration>
 313 Future<T> waitWithSemaphore(Future<T>&& f, Duration timeout);
 314
 315 }} // folly::wangle
 316
 317 #include "Future-inl.h"
 318 #include "Later.h"