The future is the value, the promise is the function that sets the value – essentially the return value (future) of an asynchronous function (promise). Setting the value of a future is also called resolving, fulfilling, or binding it. —— from Wikipedia

1 Preface

Seastar (f-p-c) 属于Reactive编程的一个子集。
Seastar的性能源自 sharded，cooperative，non-blocking的微任务调度设计， 而 f-p-c 是将 task 送入调度程序的一种更友好的方式。

Seastar 引入了 future/promise, 把面向 callback 编程变成了面向future/promise编程， 将以前的回调代码包装在 lambda_task 中，然后交给future调度。

• future 是一个 value ；
• promise 是一个函数，本质是返回 value 的异步函数;
• promise 写入 value 的过程又称为解决、履行或绑定它。

具体来说，当区分用法时，future 是变量的只读占位符视图，而 promise 是可写的单一赋值设置未来 value 的容器。

为了满足复杂的异步编程需要，Seastar重新实现了一些有别于标准库中的数据结构，因为像 thread safe这样的要求是无需考虑的。这里主要讨论的是Seastar实现的 future/promise。

(注: 下文将使用 f/p 作为 future/promise的简称)

2 future & promise

future 和 promise 都有一个 _state 指针成员，都指向同一个future_state<T>堆对象；
future_state 堆对象作为一个桥梁，为 future 和 promise 建立了联系；
同时 future_state 可以携带一个task。如下图所示:

3 f/p 类图

详细的类图如下，需要注意一点, promise有一个get_future() 方法，
是调用 future 的 private 构造函数构造的。

4 f/p 调用时序图

下面来看看 Seastar f/p 调用的时序图：

Continuation在这里可以理解为：一个 task 的单链表，一个task内链着一个task;

f/p是成对使用的，相同颜色的f/p表示一对，因为他们操作同一个future_state；
future.then() 可以看成一个中间人，他会定义一个新的 promiseA，并产生 futureA， 把 this，promiseA 转移到一个 lambda_task 内，最后返回futureA。

5 对象占用的空间

我们可以看到 future/promise 对象一般都位于栈上，都只有1个指针成员，所以大小 8 bytes；
而且这两个对象在定义之后，是需要被 move 到不同的lambda_task之中的，可谓是非常高效的设计。

但是future_state对象位于堆上，而且占用的字节会比较多。

6 future & promise 改进

后面为了减少堆空间占用，作者不再使用 future_state 作为桥梁，而使 f/p 直接建立相互关系， 并且 future_state 只用于存储 task 和 task 的执行结果 tuple。

7 对象生命周期

一般来说, promise 对象在产生后，会被move到一个 lambda_task 里面，
lambda_task 执行完使命也就完成了，析构lambda_task时，promise 对象生命周期随之结束。
而 future 对象此时还在一个待执行的 task 里面。

(1) promise 对象会构造一个future对象，同时 future_state 的所有权也会转交给future对象；
(2) promise 会先于 future 对象消亡，满足严格的偏序关系。
(3) future.then() 会将传入的lambda + 当前的future自身 + 局部定义的promise， 这3个对象的所有权都转移到一个更大的 lambda_W 之中， 最后将这个还未ready的 lambda_W 放入 future_state 的task成员上，然后等待时机被调度。

最后问个问题：future_state之为啥要用future前缀命名?
因为future_state 对象的生命周期由future对象管理。

Reference

• wiki Futures_and_promises

《全文完》

文末尾给出了《Seastar 源码之美》系列文章的目录，希望你能在这个列表里找到自己感兴趣的内容。