Java 异步编程简介
在传统的同步编程模型中，程序在执行一个任务的时候会阻塞当前线程，直到任务完成后才能继续执行下一个任务。这种方式效率较低，特别是在需要执行多个耗时任务的情况下。
为了提高程序的并发处理能力和响应速度，异步编程模型应运而生。异步编程允许程序在执行任务时，不必等待任务完成，而是继续执行下一个任务。Java 提供了多种实现异步编程的机制，包括线程池、CompletableFuture、回调函数等。
线程池
线程池是一种常用的异步编程机制，它可以在一个线程池中管理多个线程，并按照一定的策略分配和调度任务的执行。Java 提供了 java.util.concurrent.Executors 类来创建线程池，下面是一个简单的示例代码：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个固定大小的线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
// 提交任务到线程池
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int taskNum = i;
executor.submit(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Task " + taskNum + " is running.");
}
});
}
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
}
上述代码中，我们使用 Executors.newFixedThreadPool(5) 创建了一个固定大小为 5 的线程池，然后使用 executor.submit() 方法提交了 10 个任务到线程池中执行。
CompletableFuture
CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个新类，用于实现异步编程和链式调用。CompletableFuture 可以理解为带有异步回调的 Future，它可以通过回调函数处理异步计算的结果。下面是一个使用 CompletableFuture 的示例代码：
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
public class CompletableFutureExample {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Hello, CompletableFuture!";
});
future.thenAccept(result -> System.out.println(result));
future.get(); // 等待异步计算的结果
}
}
上述代码中，我们使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法创建一个 CompletableFuture 对象，并传入一个 Lambda 表达式作为异步执行的任务。在任务执行完毕后，我们使用 future.thenAccept() 方法注册一个回调函数来处理结果，并使用 future.get() 方法等待异步计算的结果。
回调函数
回调函数是一种常见的异步编程模型，它允许我们在任务完成后执行特定的操作。Java 通过接口和匿名类的方式支持回调函数。下面是一个使用回调函数的示例代码：
public interface Callback {
void onSuccess(String result);
void onFailure(Throwable throwable);
}
public class CallbackExample {
public static void main(String[] args) {
doSomethingAsync(new Callback() {
@Override
public void onSuccess(String result) {
System.out.println("Async operation succeeded. Result: " + result);
}
@Override
public void onFailure(Throwable throwable) {
System.err.println("Async operation failed. Error: " + throwable.getMessage());
}
});
}
public static void doSomethingAsync(Callback callback) {
// 异步操作
try {
Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
callback.onSuccess("Hello, Callback!");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
callback.onFailure(e);
}
}
}
上述代码中，我们定义了一个 Callback 接口，它包含了两个回调方法 onSuccess() 和 onFailure()。在 CallbackExample 类中，我们调用 doSomethingAsync() 方法执行异步操作，并传入一个匿名类作为回调函数的实现。
以上介绍了 Java 中常见的异步编程机制，包括线
