并发工具类:异步神器CompletableFuture
原创
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为什么要搞一个CompletableFuture工具类
正好上次分享了函数式接口和Stream的使用,这次就分享一下CompletableFuture,里面也用到了大量的函数式接口
想方便的异步执行任务,就必须放到单独的线程中。继承Thread类,实现Runnable都不能拿到任务的执行结果,这时就不得不提创建线程的另一种方式了,实现Callable接口。
对于简单的场景使用Future并没有什么不方便。但是一些复杂的场景就很麻烦,
如2个异步任务,其中一个有结果就直接返回。Future用起来就不方便,因为想获取结果时,要么执行future.get()方法,但是这样会阻塞线程,变成同步操作,要么轮询isDone()方法,但是比较耗费CPU资源。
Netty和Google guava为了解决这个问题,在Future的基础上引入了观察者模式(即在Future上addListener),当计算结果完成时通知监听者。
Java8新增的CompletableFuture则借鉴了Netty等对Future的改造,简化了异步编程的复杂性,并且提供了函数式编程的能力
串行关系
And 汇聚关系
Or汇聚关系
创建CompletableFuture对象
方法名
| 描述
|
completedFuture(U value)
| 返回一个已经计算好的CompletableFuture
|
runAsync(Runnable runnable)
| 使用ForkJoinPool.commonPool()作为线程池执行任务,没有返回值
|
runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
| 使用指定的线程池执行任务,没有返回值
|
supplyAsync(Supplier<U> supplier)
| 使用ForkJoinPool.commonPool()作为线程池执行任务,有返回值
|
supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)
| 使用指定的线程池执行任务,有返回值
|
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
T get();
}
Supplier在《强大的Stream》中已经介绍过了,是一个能获取返回值的函数式接口
CompletableFuture<Integer> intFuture = CompletableFuture.completedFuture(100);
// 100
System.out.println(intFuture.get());
CompletableFuture<Void> voidFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("hello"));
// null
System.out.println(voidFuture.get());
CompletableFuture<String> stringFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello");
// hello
System.out.println(stringFuture.get());
计算结果完成时
方法名
| 描述|
|
whenComplete(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action)
| |
whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action)
| |
whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action, Executor executor)
| |
因为入参是BiConsumer<? super T,? super Throwable>函数式接口,所以可以处理正常和异常的计算结果
whenComplete和whenCompleteAsync的区别如下
- whenComplete:执行完当前任务的线程继续执行whenComplete的任务
- whenCompleteAsync:把whenCompleteAsync这个任务提交给线程池来执行
CompletableFuture的所有方法的定义和whenComplete都很类似
- 方法不以Async结尾意味着使用相同的线程执行
- 方法以Async结尾意味着将任务提交到线程池来执行
- 方法以Async结尾时可以用ForkJoinPool.commonPool()作为线程池,也可以使用自己的线程池
后续介绍的所有方法都只写一种case
CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "hello";
}).whenComplete((v, e) -> {
// hello
System.out.println(v);
});
// hello
System.out.println(future.get());
转换,消费,执行
方法名
| 描述
|
thenApply
| 获取上一个任务的返回,并返回当前任务的值
|
thenAccept
| 获取上一个任务的返回,单纯消费,没有返回值
|
thenRun
| 上一个任务执行完成后,开始执行thenRun中的任务
|
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "hello ";
}).thenAccept(str -> {
// hello world
System.out.println(str + "world");
}).thenRun(() -> {
// task finish
System.out.println("task finish");
});
组合(两个任务都完成)
方法名
| 描述
|
thenCombine
| 组合两个future,获取两个future的返回结果,并返回当前任务的返回值
|
thenAcceptBoth
| 组合两个future,获取两个future任务的返回结果,然后处理任务,没有返回值
|
runAfterBoth
| 组合两个future,不需要获取future的结果,只需两个future处理完任务后,处理该任务
|
CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "欢迎关注 ";
}).thenApply(t -> {
return t + "微信公众号 ";
}).thenCombine(CompletableFuture.completedFuture("Java识堂"), (t, u) -> {
return t + u;
}).whenComplete((t, e) -> {
// 欢迎关注 微信公众号 Java识堂
System.out.println(t);
});
组合(只需要一个任务完成)
方法名
| 描述
|
applyToEither
| 两个任务有一个执行完成,获取它的返回值,处理任务并返回当前任务的返回值
|
acceptEither
| 两个任务有一个执行完成,获取它的返回值,处理任务,没有返回值
|
runAfterEither
| 两个任务有一个执行完成,不需要获取future的结果,处理任务,也没有返回值
|
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "欢迎关注微信公众号";
});
CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "Java识堂";
});
CompletableFuture future = future1.applyToEither(future2, str -> str);
// 欢迎关注微信公众号 Java识堂 随机输出
System.out.println(future.get());
sleepRandom()为我写的一个随机暂停的函数
多任务组合
方法名
| 描述
|
allOf
| 当所有的CompletableFuture完成后执行计算
|
anyOf
| 任意一个CompletableFuture完成后执行计算
|
allOf的使用
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "欢迎关注";
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "微信公众号";
});
CompletableFuture<String> future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "Java识堂";
});
// 欢迎关注 微信公众号 Java识堂
CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3)
.thenApply(v ->
Stream.of(future1, future2, future3)
.map(CompletableFuture::join)
.collect(Collectors.joining(" ")))
.thenAccept(System.out::print);
anyOf的使用
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "欢迎关注";
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "微信公众号";
});
CompletableFuture<String> future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
sleepRandom();
return "Java识堂";
});
CompletableFuture<Object> resultFuture = CompletableFuture.anyOf(future1, future2, future3);
// 欢迎关注 微信公众号 Java识堂 随机输出
System.out.println(resultFuture.get());
异常处理
方法名
| 描述
|
exceptionally
| 捕获异常,进行处理
|
completeExceptionally
| 获取结果时抛出指定异常
|
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return 100 / 0;
}).thenApply(num -> {
return num + 10;
}).exceptionally(throwable -> {
return 0;
});
// 0
System.out.println(future.get());
当然有一些接口能捕获异常
CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
String str = null;
return str.length();
}).whenComplete((v, e) -> {
if (e == null) {
System.out.println("正常结果为" + v);
} else {
// 发生异常了java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.NullPointerException
System.out.println("发生异常了" + e.toString());
}
});
CompletableFuture future = new CompletableFuture();
future.completeExceptionally(new RuntimeException());
// 抛出异常 java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.RuntimeException
Object object = future.get();
参考博客
[0]https://www.shuzhiduo.com/A/6pdD2jRyJw/
[1]https://colobu.com/2016/02/29/Java-CompletableFuture/
[2]https://www.shuzhiduo.com/A/gGdXkYB154/
好的系列文章
[1]https://www.jianshu.com/p/dff9063e1ab6
[2]https://www.jianshu.com/p/d81cf0beb858
[3]https://www.jianshu.com/p/807e6822292a