Java多线程工具CompletableFuture怎么使用

本文小编为大家详细介绍“Java多线程工具CompletableFuture怎么使用”，内容详细，步骤清晰，细节处理妥当，希望这篇“Java多线程工具CompletableFuture怎么使用”文章能帮助大家解决疑惑，下面跟着小编的思路慢慢深入，一起来学习新知识吧。

前言

Future的问题

写多线程程序的时候，可以使用Future从一个异步线程中拿到结果，但是如果使用过程中会发现一些问题：

• 如果想要对Future的结果做进一步的操作，需要阻塞当前线程

• 多个Future不能被链式的执行，每个Future的结果都是独立的，期望对一个Future的结果做另外一件异步的事情；

• 没有异常处理策略，如果Future执行失败了，需要手动捕捉

CompletableFuture应运而生

为了解决Future问题，JDK在1.8的时候给我们提供了一个好用的工具类CompletableFuture；

它实现了Future和CompletionStage接口，针对Future的不足之处给出了相应的处理方式。

• 在异步线程执行结束后可以自动回调我们新的处理逻辑，无需阻塞

• 可以对多个异步任务进行编排，组合或者排序

• 异常处理

CompletableFuture的核心思想是将每个异步任务都可以看做一个步骤(CompletionStage)，然后其他的异步任务可以根据这个步骤做一些想做的事情。

CompletionStage定义了许多步骤处理的方法，功能非常强大，这里就只列一下日常中常用到的一些方法供大家参考。

使用方式

基本使用-提交异步任务

简单的使用方式

异步执行，无需结果：

// 可以执行Executors异步执行，如果不指定，默认使用ForkJoinPool
CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Hello CompletableFuture!"));

异步执行，同时返回结果：

// 同样可以指定线程池
CompletableFuture<String> stringCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello CompletableFuture!");
System.out.println(stringCompletableFuture.get());

处理上个异步任务结果

• thenRun: 不需要上一步的结果，直接直接新的操作

• thenAccept：获取上一步异步处理的内容，进行新的操作

• thenApply: 获取上一步的内容，然后产生新的内容

所有加上Async后缀的，代表新的处理操作仍然是异步的。Async的操作都可以指定Executors进行处理

// Demo
       CompletableFuture
                .supplyAsync(() -> "Hello CompletableFuture!")
                // 针对上一步的结果做处理，产生新的结果
                .thenApplyAsync(s -> s.toUpperCase())
                // 针对上一步的结果做处理，不返回结果
                .thenAcceptAsync(s -> System.out.println(s))
                // 不需要上一步返回的结果，直接进行操作
                .thenRunAsync(() -> System.out.println("end"));
        ;

对两个结果进行选用-acceptEither

当我们有两个回调在处理的时候，任何完成都可以使用，两者结果没有关系，那么使用acceptEither。

两个异步线程谁先执行完成，用谁的结果，其余类型的方法也是如此。

// 返回abc
CompletableFuture
                .supplyAsync(() -> {
                    SleepUtils.sleep(100);
                    return "Hello CompletableFuture!";
                })
                .acceptEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "abc"), new Consumer<String>() {
                    @Override
                    public void accept(String s) {
                        System.out.println(s);
                    }
                });
// 返回Hello CompletableFuture!       
CompletableFuture
                .supplyAsync(() -> "Hello CompletableFuture!")
                .acceptEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                    SleepUtils.sleep(100);
                    return "abc";
                }), new Consumer<String>() {
                    @Override
                    public void accept(String s) {
                        System.out.println(s);
                    }
                });

对两个结果进行合并-thenCombine, thenAcceptBoth

thenCombine

当我们有两个CompletionStage时，需要对两个的结果进行整合处理，然后计算得出一个新的结果。

• thenCompose是对上一个CompletionStage的结果进行处理，返回结果，并且返回类型必须是CompletionStage。

• thenCombine是得到第一个CompletionStage的结果，然后拿到当前的CompletionStage，两者的结果进行处理。

        CompletableFuture<Integer> heightAsync = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 172);

        CompletableFuture<Double> weightAsync = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 65)
                .thenCombine(heightAsync, new BiFunction<Integer, Integer, Double>() {
                    @Override
                    public Double apply(Integer wight, Integer height) {
                        return wight * 10000.0 / (height * height);
                    }
                })
                ;

thenAcceptBoth

需要两个异步CompletableFuture的结果，两者都完成的时候，才进入thenAcceptBoth回调。

// thenAcceptBoth案例：
        CompletableFuture
                .supplyAsync(() -> "Hello CompletableFuture!")
                .thenAcceptBoth(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "abc"), new BiConsumer<String, String>() {
                		// 参数一为我们刚开始运行时的CompletableStage，新传入的作为第二个参数
                    @Override
                    public void accept(String s, String s2) {
                        System.out.println("param1=" + s + ", param2=" + s2);
                    }
                });
// 结果：param1=Hello CompletableFuture!, param2=abc

异常处理

当我们使用CompleteFuture进行链式调用的时候，多个异步回调中，如果有一个执行出现问题，那么接下来的回调都会停止，所以需要一种异常处理策略。

exceptionally

exceptionally是当出现错误时，给我们机会进行恢复，自定义返回内容。

        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            throw new RuntimeException("发生错误");
        }).exceptionally(throwable -> {
            log.error("调用错误 {}", throwable.getMessage(), throwable);
            return "异常处理内容";
        });

handle

exceptionally是只有发生异常时才会执行，而handle则是不管是否发生错误都会执行。

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return "abc";
})
.handle((r,err) -> {
    log.error("调用错误 {}", err.getMessage(), err);
    // 对结果做额外的处理
    return r;
})
;

案例

大量用户发送短信|消息

需求为对某个表中特定条件的用户进行短信通知，但是短信用户有成百上千万，如果使用单线程读取效率会很慢。这个时候可以考虑使用多线程的方式进行读取；

1、将读取任务拆分为多个不同的子任务，指定读取的偏移量和个数

  // 假设有500万条记录
        long recordCount = 500 * 10000;
        int subTaskRecordCount = 10000;
        // 对记录进行分片
        List<Map> subTaskList = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < recordCount / 500; i++) {
            // 如果子任务结构复杂，建议使用对象
            HashMap<String, Integer> subTask = new HashMap<>();
            subTask.put("index", i);
            subTask.put("offset", i * subTaskRecordCount);
            subTask.put("count", subTaskRecordCount);
            subTaskList.add(subTask);
        }

2、使用多线程进行批量读取

  // 进行subTask批量处理，拆分为不同的任务
        subTaskList.stream()
                .map(subTask -> CompletableFuture.runAsync(()->{
                    // 读取数据，然后处理
                    // dataTunel.read(subTask);
                },excuturs))   // 使用应用的通用任务线程池
                .map(c -> ((CompletableFuture<?>) c).join());

3、进行业务逻辑处理，或者直接在读取完进行业务逻辑处理也是可以；

并发获取商品不同信息

在系统拆分比较细的时候，价格，优惠券，库存，商品详情等信息分散在不同的系统中，有时候需要同时获取商品的所有信息， 有时候可能只需要获取商品的部分信息。

当然问题点在于要调用多个不同的系统，需要将RT降低下来，那么需要进行并发调用；

     List<Task> taskList = new ArrayList<>();
        List<Object> result = taskList.stream()
                .map(task -> CompletableFuture.supplyAsync(()->{
//                    handlerMap.get(task).query();
                    return "";
                }, executorService))
                .map(c -> c.join())
                .collect(Collectors.toList());

问题

thenRun和thenRunAsync有什么区别

• 如果不使用传入的线程池，大家用默认的线程池ForkJoinPool

• thenRun用的默认和上一个任务使用相同的线程池

• thenRunAsync在执行新的任务的时候可以接受传入一个新的线程池，使用新的线程池执行任务；

handle和exceptional有什么区别

exceptionally是只有发生异常时才会执行，而handle则是不管是否发生错误都会执行。

读到这里，这篇“Java多线程工具CompletableFuture怎么使用”文章已经介绍完毕，想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会，如果想了解更多相关内容的文章，欢迎关注亿速云行业资讯频道。