什么是Future 接口
很多场景下,我们想去获取线程运行的结果,而通常使用execute方法去提交任务是无法获得结果的,这时候我们常常会改用submit方法去提交,以便获得线程运行的结果。
而submit方法返回的就是Future,一个未来对象。 使用future.get() 方法去获取线程执行结果,包括如果出现异常,也会随get方法抛出。
Future 接口的缺陷
当我们使用future.get()方法去取得线程执行结果时,要知道get方法是阻塞的,也就是说为了拿到结果,当主线程执行到get()方法,当前线程会去等待异步任务执行完成,
换言之, 异步的效果在我们使用get()拿结果时,会变得无效 。示例如下
public staticvoidmain(String[] args) throws Exception{ ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(); Future future = executorService.submit(()->{try{ Thread.sleep(3000); }catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("异步任务执行了"); });future.get();System.out.println("主线任务执行了"); }
打印结果是:异步任务执行了过后主线任务才执行。 就是因为get()在一直等待。
那么如何解决我想要拿到结果,可以对结果进行处理,又不想被阻塞呢?
CompletableFuture 使一切变得可能
JDK1.8才新加入的一个实现类 CompletableFuture ,实现了 Future
实际开发中,我们常常面对如下的几种场景:
1. 针对Future的完成事件,不想简单的阻塞等待,在这段时间内,我们希望可以正常继续往下执行,所以在它完成时,我们可以收到回调即可。
2. 面对Future集合来讲,这其中的每个Future结果其实很难去描述它们之间的依赖关系,而往往我们希望等待所有的Future集合都完成,然后做一些事情。
3. 在异步计算中,两个计算任务相互独立,但是任务二又依赖于任务一的结果。
如上的几种场景,单靠Future是解决不了的,而CompletableFuture则可以帮我们实现。
CompletableFuture 常见api 介绍
1、 runAsync 和 supplyAsync方法
它提供了四个方法来创建一个异步任务
publicstaticCompletableFuture runAsync(Runnable runnable)publicstaticCompletableFuture runAsync(Runnable runnable, Executor executor)publicstatic CompletableFuture supplyAsync(Supplier supplier)publicstatic CompletableFuture supplyAsync(Supplier supplier, Executor executor)
runAsync类似于execute方法,不支持返回值,而supplyAsync方法类似submit方法,支持返回值。也是我们的重点方法。
没有指定Executor的方法会使用ForkJoinPool.commonPool() 作为它的线程池执行异步代码 。
示例
//无返回值CompletableFuture future1 = CompletableFuture.runAsync(() -> { System.out.println("runAsync无返回值"); }); future1.get();//有返回值CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("supplyAsync有返回值");return"111"; }); String s = future2.get();
2、 异步任务执行完时的回调方法 whenComplete 和 exceptionally
当CompletableFuture的计算结果完成,或者抛出异常的时候,可以执行特定的任务
publicCompletableFuture whenComplete(BiConsumer action)publicCompletableFuture whenCompleteAsync(BiConsumer action)publicCompletableFuture whenCompleteAsync(BiConsumer action, Executor executor)publicCompletableFuture exceptionally(Function fn)
这些方法都是上述创建的异步任务完成后 (也可能是抛出异常后结束) 所执行的方法。
whenComplete和whenCompleteAsync方法的区别在于:前者是由上面的线程继续执行,而后者是将whenCompleteAsync的任务继续交给线程池去做决定。
exceptionally则是上面的任务执行抛出异常后,所要执行的方法。
示例
CompletableFuture.supplyAsync(()->{ int a =10/0;return1; }).whenComplete((r, e)->{
System.out.println(r);
}).exceptionally(e->{ System.out.println(e);return2; });
值得注意的是: 哪怕supplyAsync抛出了异常,whenComplete也会执行 ,意思就是,只要supplyAsync执行结束,它就会执行,不管是不是正常执行完。 exceptionally只有在异常的时候才会执行 。
其实,在whenComplete的参数内 e就代表异常了,判断它是否为null,就可以判断是否有异常,只不过这样的做法,我们不提倡。
whenComplete和exceptionally这两个,谁在前,谁先执行。
此类的回调方法,哪怕主线程已经执行结束,已经跳出外围的方法体,然后回调方法依然可以继续等待异步任务执行完成再触发,丝毫不受外部影响。
3、 thenApply 和 handle 方法
如果两个任务之间有依赖关系,比如B任务依赖于A任务的执行结果,那么就可以使用这两个方法
public CompletableFuture thenApply(Function fn)public CompletableFuture thenApplyAsync(Function fn)public CompletableFuture thenApplyAsync(Function fn, Executor executor)public CompletionStage handle(BiFunction fn);public CompletionStage handleAsync(BiFunction fn);public CompletionStage handleAsync(BiFunction fn,Executor executor);
这两个方法,效果是一样的,区别在于, 当A任务执行出现异常时,thenApply方法不会执行,而handle 方法一样会去执行 ,因为在handle方法里,我们可以处理异常,而前者不行。
示例
CompletableFuture.supplyAsync(()->{return5; }).thenApply((r)->{ r = r +1;returnr; }); //出现了异常,handle方法可以拿到异常eCompletableFuture.supplyAsync(()->{ int i =10/0;return5; }).handle((r, e)->{ System.out.println(e); r = r +1;returnr; });
这里延伸两个方法 thenAccept 和 thenRun。其实 和上面两个方法差不多,都是等待前面一个任务执行完 再执行。区别就在于thenAccept接收前面任务的结果,且无需return。而thenRun只要前面的任务执行完成,它就执行,不关心前面的执行结果如何
如果前面的任务抛了异常,非正常结束,这两个方法是不会执行的,所以处理不了异常情况。
4、 合并操作方法 thenCombine 和 thenAcceptBoth
我们常常需要合并两个任务的结果,在对其进行统一处理,简言之,这里的回调任务需要等待两个任务都完成后再会触发。
public CompletionStage thenCombine(CompletionStage other,BiFunction fn);public CompletionStage thenCombineAsync(CompletionStage other,BiFunction fn);public CompletionStage thenCombineAsync(CompletionStage other,BiFunction fn,Executor executor);public CompletionStage thenAcceptBoth(CompletionStage other,BiConsumer action);public CompletionStage thenAcceptBothAsync(CompletionStage other,BiConsumer action);public CompletionStage thenAcceptBothAsync(CompletionStage other,BiConsumer action, Executor executor);
这两者的区别 在于 前者是有返回值的,后者没有(就是个消耗工作)
示例
private staticvoidthenCombine() throws Exception { CompletableFuture future1 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{try{ Thread.sleep(4000); }catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return"future1"; });CompletableFuturefuture2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{return"future2"; });CompletableFutureresult=future1.thenCombine(future2, (r1, r2)->{returnr1 + r2; }); //这里的get是阻塞的,需要等上面两个任务都完成System.out.println(result.get()); }
private staticvoidthenAcceptBoth() throws Exception { CompletableFuture future1 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{try{ Thread.sleep(4000); }catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return"future1"; });CompletableFuturefuture2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{return"future2"; }); //值得注意的是,这里是不阻塞的future1.thenAcceptBoth(future2, (r1, r2)->{
System.out.println(r1 + r2);
});System.out.println("继续往下执行"); }
这两个方法 都不会形成阻塞。就是个回调方法 。只有get()才会阻塞。
4、 allOf (重点,个人觉得用的场景很多)
很多时候,不止存在两个异步任务,可能有几十上百个。我们需要等这些任务都完成后,再来执行相应的操作。那怎么集中监听所有任务执行结束与否呢? allOf方法可以帮我们完成。
publicstaticCompletableFuture allOf(CompletableFuture>... cfs);
它接收一个可变入参,既可以接收CompletableFuture单个对象,可以接收其数组对象。
结合例子说明其作用。
public staticvoidmain(String[] args) throws Exception{ long start = System.currentTimeMillis(); CompletableFutureTest test =newCompletableFutureTest();// 结果集
List
List
//全流式处理转换成CompletableFuture[] CompletableFuture[] cfs = taskList.stream() .map(integer -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> test.calc(integer)) .thenApply(h->Integer.toString(h)) .whenComplete((s, e) -> { System.out.println("任务"+s+"完成!result="+s+",异常 e="+e+","+newDate()); list.add(s); }) ).toArray(CompletableFuture[]::new);CompletableFuture.allOf(cfs).join();System.out.println("list="+list+",耗时="+(System.currentTimeMillis()-start)); }publicintcalc(Integer i){try{if(i ==1){Thread.sleep(3000);//任务1耗时3秒 }elseif(i ==5){Thread.sleep(5000);//任务5耗时5秒 }else{Thread.sleep(1000);//其它任务耗时1秒 } }catch(InterruptedException e){e.printStackTrace(); }returni; }
全流式写法,综合了以上的一些方法,使用allOf集中阻塞,等待所有任务执行完成,取得结果集list。 这里有些CountDownLatch的感觉。
CompletableFuture 总结
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