java8多线程异步调用 CompletableFuture 详解
CompletableFuture 详解
CompletableFuture类实现了CompletionStage和Future接口。Future是Java 5添加的类，用来描述一个异步计算的结果，但是获取一个结果时方法较少,要么通过轮询isDone，确认完成后，调用get()获取值，要么调用get()设置一个超时时间。但是这个get()方法会阻塞住调用线程，这种阻塞的方式显然和我们的异步编程的初衷相违背。
为了解决这个问题，JDK吸收了guava的设计思想，加入了Future的诸多扩展功能形成了CompletableFuture。
CompletionStage是一个接口，从命名上看得知是一个完成的阶段，它里面的方法也标明是在某个运行阶段得到了结果之后要做的事情。
- 进行变换
public CompletionStage thenApply(Functionsuper T,? extends U> fn);
public CompletionStage thenApplyAsync(Functionsuper T,? extends U> fn);
public CompletionStage thenApplyAsync(Functionsuper T,? extends U> fn,Executor executor);
首先说明一下已Async结尾的方法都是可以异步执行的，如果指定了线程池，会在指定的线程池中执行，如果没有指定，默认会在ForkJoinPool.commonPool()中执行，下文中将会有好多类似的，都不详细解释了。关键的入参只有一个Function，它是函数式接口，所以使用Lambda表示起来会更加优雅。它的入参是上一个阶段计算后的结果，返回值是经过转化后结果。
例如：
@Test
public void thenApply() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello").thenApply(s -> s + " world").join();
System.out.println(result);
}
结果为：
hello world
- 进行消耗
public CompletionStage thenAccept(Consumersuper T> action) ;
public CompletionStage thenAcceptAsync(Consumersuper T> action) ;
public CompletionStage thenAcceptAsync(Consumersuper T> action,Executor executor) ;
thenAccept是针对结果进行消耗，因为他的入参是Consumer，有入参无返回值。
例如：
@Test
public void thenAccept(){
CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello").thenAccept(s -> System.out.println(s+" world"));
}
结果为：
hello world
- 对上一步的计算结果不关心，执行下一个操作。
public CompletionStage thenRun(Runnable action) ;
public CompletionStage thenRunAsync(Runnable action) ;
public CompletionStage thenRunAsync(Runnable action,Executor executor) ;
thenRun它的入参是一个Runnable的实例，表示当得到上一步的结果时的操作。
例如：
@Test
public void thenRun(){
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "hello";
}).thenRun(() -> System.out.println("hello world"));
while (true){}
}
结果为：
hello world
4.结合两个CompletionStage的结果，进行转化后返回
public CompletionStage thenCombine(CompletionStage other,BiFunctionsuper T,? super U,? extends V> fn) ;
public CompletionStage thenCombineAsync(CompletionStage other,BiFunctionsuper T,? super U,? extends V> fn) ;
public CompletionStage thenCombineAsync(CompletionStage other,BiFunctionsuper T,? super U,? extends V> fn,Executor executor) ;
它需要原来的处理返回值，并且other代表的CompletionStage也要返回值之后，利用这两个返回值，进行转换后返回指定类型的值。
例如：
@Test
public void thenCombine() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "hello";
}).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "world";
}), (s1, s2) -> s1 + " " + s2).join();
System.out.println(result);
}
结果为：
hello world
- 结合两个CompletionStage的结果，进行消耗
public CompletionStage thenAcceptBoth(CompletionStage other,BiConsumersuper T, ? super U> action) ;
public CompletionStage thenAcceptBothAsync(CompletionStage other,BiConsumersuper T, ? super U> action) ;
public CompletionStage thenAcceptBothAsync(CompletionStage other,BiConsumersuper T, ? super U> action, Executor executor) ;
它需要原来的处理返回值，并且other代表的CompletionStage也要返回值之后，利用这两个返回值，进行消耗。
例如：
@Test
public void thenAcceptBoth() {
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "hello";
}).thenAcceptBoth(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "world";
}), (s1, s2) -> System.out.println(s1 + " " + s2));
while (true){}
}
结果为：
hello world
- 在两个CompletionStage都运行完执行。
public CompletionStage<Void> runAfterBoth(CompletionStage> other,Runnable action);
public CompletionStage runAfterBothAsync(CompletionStage> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterBothAsync(CompletionStage> other,Runnable action,Executor executor);
不关心这两个CompletionStage的结果，只关心这两个CompletionStage执行完毕，之后在进行操作（Runnable）。
例如：
@Test
public void runAfterBoth(){
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s1";
}).runAfterBothAsync(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s2";
}), () -> System.out.println("hello world"));
while (true){}
}
结果为
hello world
6.两个CompletionStage，谁计算的快，我就用那个CompletionStage的结果进行下一步的转化操作。
public <U> CompletionStage<U> applyToEither(CompletionStage extends T> other,Functionsuper T, U> fn);
public CompletionStage applyToEitherAsync(CompletionStage extends T> other,Functionsuper T, U> fn);
public CompletionStage applyToEitherAsync(CompletionStage extends T> other,Functionsuper T, U> fn,Executor executor);
我们现实开发场景中，总会碰到有两种渠道完成同一个事情，所以就可以调用这个方法，找一个最快的结果进行处理。
例如：
@Test
public void applyToEither() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s1";
}).applyToEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "hello world";
}), s -> s).join();
System.out.println(result);
}
结果为：
hello world
- 两个CompletionStage，谁计算的快，我就用那个CompletionStage的结果进行下一步的消耗操作。
public CompletionStage acceptEither(CompletionStage other,Consumersuper T> action) ;
public CompletionStage acceptEitherAsync(CompletionStage other,Consumersuper T> action) ;
public CompletionStage acceptEitherAsync(CompletionStage other,Consumersuper T> action,Executor executor) ;
例如：
@Test
public void acceptEither() {
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s1";
}).acceptEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "hello world";
}), System.out::println);
while (true){}
}
结果为：
hello world
- 两个CompletionStage，任何一个完成了都会执行下一步的操作（Runnable）。
public CompletionStage<Void> runAfterEither(CompletionStage> other,Runnable action);
public CompletionStage runAfterEitherAsync(CompletionStage> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage> other,Runnable action,Executor executor);
例如：
@Test
public void runAfterEither() {
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s1";
}).runAfterEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s2";
}), () -> System.out.println("hello world"));
while (true) {
}
}
结果为：
hello world
- 当运行时出现了异常，可以通过exceptionally进行补偿。
public CompletionStage exceptionally(Function<Throwable, ? extends T> fn);
例如：
@Test
public void exceptionally() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (1 == 1) {
throw new RuntimeException("测试一下异常情况");
}
return "s1";
}).exceptionally(e -> {
System.out.println(e.getMessage());
return "hello world";
}).join();
System.out.println(result);
}
结果为：
java.lang.RuntimeException: 测试一下异常情况
hello world
- 当运行完成时，对结果的记录。这里的完成时有两种情况，一种是正常执行，返回值。另外一种是遇到异常抛出造成程序的中断。这里为什么要说成记录，因为这几个方法都会返回CompletableFuture，当Action执行完毕后它的结果返回原始的CompletableFuture的计算结果或者返回异常。所以不会对结果产生任何的作用。
public CompletionStage whenComplete(BiConsumersuper T, ? super Throwable> action) ;
public CompletionStage whenCompleteAsync(BiConsumersuper T, ? super Throwable> action) ;
public CompletionStage whenCompleteAsync(BiConsumersuper T, ? super Throwable> action,Executor executor) ;
例如：
@Test
public void whenComplete() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (1 == 1) {
throw new RuntimeException("测试一下异常情况");
}
return "s1";
}).whenComplete((s, t) -> {
System.out.println(s);
System.out.println(t.getMessage());
}).exceptionally(e -> {
System.out.println(e.getMessage());
return "hello world";
}).join();
System.out.println(result);
}
结果为：
null
java.lang.RuntimeException: 测试一下异常情况
java.lang.RuntimeException: 测试一下异常情况
hello world
这里也可以看出，如果使用了exceptionally，就会对最终的结果产生影响，它没有口子返回如果没有异常时的正确的值，这也就引出下面我们要介绍的handle。
- 运行完成时，对结果的处理。这里的完成时有两种情况，一种是正常执行，返回值。另外一种是遇到异常抛出造成程序的中断。
public CompletionStage handle(BiFunctionsuper T, Throwable, ? extends U> fn);
public CompletionStage handleAsync(BiFunctionsuper T, Throwable, ? extends U> fn);
public CompletionStage handleAsync(BiFunctionsuper T, Throwable, ? extends U> fn,Executor executor);
例如：
出现异常时
@Test
public void handle() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//出现异常
if (1 == 1) {
throw new RuntimeException("测试一下异常情况");
}
return "s1";
}).handle((s, t) -> {
if (t != null) {
return "hello world";
}
return s;
}).join();
System.out.println(result);
}
结果为：
hello world
未出现异常时
@Test
public void handle() {
String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "s1";
}).handle((s, t) -> {
if (t != null) {
return "hello world";
}
return s;
}).join();
System.out.println(result);
}
结果为：
s1
上面就是CompletionStage接口中方法的使用实例，CompletableFuture同样也同样实现了Future，所以也同样可以使用get进行阻塞获取值，总的来说，CompletableFuture使用起来还是比较爽的，看起来也比较优雅一点。