JAVA8新特性异步_Java8 新特性CompletableFuture-异步编程

女爷i 2022-10-22 12:53 189阅读 0赞

CompletableFuture，增强Future

Future 接口介绍

Java5 新增了 Future 接口，用于描述一个异步计算的结果。虽然 Future 以及相关使用方法提供了异步执行任务的能力，但是对于结果的获取却是很不方便，只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。阻塞的方式显然和我们的异步编程的初衷相违背，轮询的方式又会耗费无谓的 CPU 资源，而且也不能及时地得到计算结果，为什么不能用观察者设计模式呢？即当计算结果完成及时通知监听者(回调)。

Future存在的一些短板

不能手动完成计算

调用 get() 方法会阻塞程序

不能链式执行

整合多个 Future 执行结果方式笨重

没有好的异常处理方案

CompletableFuture介绍

Java 8 中, 新增加了一个包含 50 个方法左右的类–CompletableFuture，它提供了非常强大的 Future 的扩展功能，可以帮助我们简化异步编程的复杂性，并且提供了函数式编程的能力，可以通过回调的方式处理计算结果，也提供了转换和组合 CompletableFuture 的方法。

![bec0c4873f24][]

CompletableFuture类结构

实现了 Future 接口

实现了 Future 接口，那就具有 Future 接口的相关特性

实现了 CompletionStage 接口

CompletionStage 接口实际上提供了同步或异步运行计算的舞台，所以我们可以通过实现多个 CompletionStage 命令，并且将这些命令串联在一起的方式实现多个命令之间的触发。

![bec0c4873f24][]

CompletionStage 方法清单

带有then通常是串行的表现

带有combine或者and 通常是聚合and

带有Either 通常是聚合or

带有handle或者exceptionally通常用来处理异常

快速开始

1. 创建实例

CompletableFuture completableFuture = new CompletableFuture<>();

System.out.println(completableFuture.get());

这个时候会发现，程序会一直处于阻塞状态，因为get()方法在任务结束之前将一直处在阻塞状态。这时需要我们调用complete()方法去手动完成。

CompletableFuture completableFuture = new CompletableFuture<>();

completableFuture.complete("hello");

System.out.println(completableFuture.get());

2. runAsync

静态方法。使用runAsnc进行一次异步计算

CompletableFuture hello = CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("运行在一个单独的线程当中"));

hello.get();

runAsync里面传入的runnable是异步去执行，当我们没有传入Executor时，它会使用默认的连接池。

3. supplyAsync

静态方法。supplyAsync 是带有返回值的

CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello");

System.out.println(completableFuture.get()); //hello

4. thenAccept

执行thenAccept之后，get()就不会再返回数据了

CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello")

.thenAccept(System.out::println);

System.out.println(completableFuture.get()); // null

5. thenApply

可使用thenApply方法转换CompletableFuture对象的值，有点像使用Stream的map方法。

CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> \{

sleep3s();

return "hello";

\})

.thenApply(e -> e + " world")

.thenAccept(System.out::println);

completableFuture.join();

get() 和 join()的区别在于，抛出异常不同，join不强制你去处理异常。

6. thenCompose

thenCompose 的功能类似stream的flatMap,转换CompletableFuture，与thenApply不同的是，thenCompose接收的Function参数返回值必须是CompletionStage的实现类，更多用于连接CompletableFuture

public static void main(String\[\] args) \{

CompletableFuture userIdFuture = getUserId("5466685299237");

CompletableFuture deptFuture = userIdFuture.thenCompose(Demo6::getDept);

System.out.println(deptFuture.join()); // 研发部

// 获取用户ID

static CompletableFuture getUserId(String code) \{

return CompletableFuture.supplyAsync(() -> "10086");

// 获取用户所在部门信息

static CompletableFuture getDept(String userId) \{

return CompletableFuture.supplyAsync(() -> "研发部");

7. thenCombine

聚合两个CompletableFuture

CompletableFuture helloFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello");

CompletableFuture worldFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "world");

helloFuture.thenCombine(worldFuture, (e1, e2)-> e1.toUpperCase() +" "+ e2.toUpperCase() + "!")

.thenAccept(System.out::println)

.join(); //HELLO WORLD!

8. allOf ｜ anyOf

静态方法。顾名思义，allOf 所有都完成，anyOf只有有任意一个完成。

CompletableFuture task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> \{

sleep(3);

System.out.println("task1-完成");

return "task1";

\});

CompletableFuture task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> \{

sleep(1);

System.out.println("task2-完成");

return "task3";

\});

CompletableFuture task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> \{

System.out.println("task3-完成");

return "task3";

\});

CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3)

.thenAccept(e-> System.out.println("全部完成"))

.join();

上面代码如果换成anyOf，那么只要有一个完成，就会来到thenAccept

9. exceptionally

exceptionally 就相当于 catch，出现异常，将会跳过 thenApply 的后续操作，直接捕获异常，进行一场处理

int i = 1;

CompletableFuture exceptionally = CompletableFuture.supplyAsync(() -> \{

if (i == 1)

throw new RuntimeException("异常啦~");

return "hello";

\}).thenApply(e -> e.toUpperCase())

.exceptionally(ex -> "error");

System.out.println(exceptionally.join()); // error

10. handle

handle,的处理类似try...finally, 不管有没有发生异常都会来到handle。handle接收两个参数，一个正常的返回值，一个是异常。

int i = 1;

CompletableFuture exceptionally = CompletableFuture.supplyAsync(() -> \{

if (i == 1)

throw new RuntimeException("异常啦~");

return "hello";

\}).thenApply(e -> e.toUpperCase())

.handle((res, ex)-> \{

return res;

\});

System.out.println(exceptionally.join()); // null

总结

CompletableFuture给并发编程带来了新的体验，函数式编程，并行，聚合，异常等操作降低了并发编程难度。

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