JUC之CompletableFuture

Future接口理论

Future接口定义了异步任务执行的一些方法，包括异步任务执行结果，异步任务执行是否中断，异步任务是否完毕等。

Future接口常用实现类FutureTask异步任务

FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<String>( () -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t -----come in");try { TimeUnit.SECONDS.sleep(5); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return "task over";});Thread t1 = new Thread(futureTask, "t1");t1.start();

CompletableFuture

CompletableFuture对Future的改进

• CompletableFuture异步线程发生异常，不会影响到主线程，用来记录日志特别方便。
• CompletableFuture出现的原因：Future的get方法是阻塞方法，当异步线程计算完成之前一直会阻塞，isDone()方法判断异步线程又特别消耗CPU资源。对于真正的异步处理我们希望传入回调函数，在Future结束时，自动调用该回调函数。这样我们就不用等待结果 。
• CompletableFuture提供了一种观察者模式，可以让任务完成后通知监听的一方。
  

CompletionStage

• CompltionStage是异步执行的一个阶段。一个阶段执行完成之后可能触发另一个阶段。
• 一个阶段的执行可以是一个Function,Comsumer或者Runnable。比如

 stage.thenApply(x -> square(x)).thenAccept(×->System.out.print(x)).thenRun(( ->system.out.println())

• 一个阶段可能会是另一个阶段完成后触发。也可能是其他多个阶段完成后触发。

CompletableFuture的方法

主要是runAsync和supplyAsnc方法。一个无返回值。一个有返回值。

CompletableFuture的优点

• 异步任务执行完成后，会自动调用某个对象的方法
• 异步任务出异常后，会自动调用某个对象的方法
• 主线程设置好回调后，不用关心异步任务的执行。异步任务之间可以顺序执行。

案例 – 前言

join和get的区别。get必须处理异常。join不需要处理异常
jdk8新特性： lambda表达式，stream流，chain链式调用，函数式编程

有参数，有返回值：Function
有参数，无返回值：Consume, BiConsumer（两个参数）
无参数，有返回值：Supplier
无参数，无返回值：Runnable

案例-从电商网站的比价需求

原来的写法，串行的方式：

/** * step by step 一家家搜查 * List -->map------> List * @param list * @param productName * @return */public static List<String> getPrice(List<NetMall> list,String productName){//《mysql》 in taobao price is 90.43return list.stream().map(netMall ->String.format(productName + " in %s price is %.2f",netMall.getNetMallName(),netMall.calcPrice(productName))).collect(Collectors.toList());}

使用CompletableFuture，异步的方式：

 /** * List -->List<CompletableFuture>------> List * @param list * @param productName * @return */public static List<String> getPriceByCompletableFuture(List<NetMall> list,String productName){return list.stream().map(netMall ->CompletableFuture.supplyAsync(() -> String.format(productName + " in %s price is %.2f",netMall.getNetMallName(),netMall.calcPrice(productName)))).collect(Collectors.toList()).stream().map(s -> s.join()).collect(Collectors.toList());}

耗时：比串行的方式快得多！！！

CompletableFuture 常用方法

获得结果和触发计算

获得结果：

• public T get() 一直等
• public T get(long timeout,TimeUnit unit) 过时不候，到了时间没拿到结果会报异常
• public T join()：join和get都是用来获取CompletableFuture异步之后的返回值。join是unchecked异常（即运行时异常）。get是checked异常（经过检查的异常）
• public T getNow(T valuelfAbsent)：没有计算完，给我默认的结果。计算完，返回实际的结果。

主动触发计算：

• public boolean complete(T value) 如果CompletableFuture没有完成，将get结果修改为value，返回值为true。如果完成了，不修改get，返回值为false.

public class CompletableFutureTest {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "hello CompletableFuture";});System.out.println(completableFuture.getNow("心急吃不了热豆腐"));System.out.println(completableFuture.get());System.out.println(completableFuture.get(1500, TimeUnit.MILLISECONDS));System.out.println(completableFuture.join());System.out.println(completableFuture.complete("未雨绸缪")+"\t"+completableFuture.join());}}

对计算结果进行处理

thenApply（常用）

两个计算结果存在依赖关系，这两个线程串行化。
出现异常，直接跳到whenComplete和exceptionally执行。（不再执行后续的thenApply）

public class CompletableFutureTest2 {public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return 6;},executorService).thenApply((r)-> {int i=2/0;return r * 5;}).thenApply((r)-> {System.out.println(r);return r - 2;}).whenComplete((v, e) -> {System.out.println("计算结果："+v);}).exceptionally(e -> {System.out.println(e.getMessage());System.out.println(e);return null;});System.out.println("============主线程==========");executorService.shutdown();}}

handle

计算机结果存在依赖关系，两个线程串行化
handle出现异常，会往下一个handle走，同时也会走到whenComplete和exceptionally

public class CompletableFutureTest2 {public static void main(String[] args) {ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return 6;},executorService).handle((r,e)-> {int i=2/0;return r * 5;}).handle((r,e)-> {System.out.println(r);return r - 2;}).whenComplete((v, e) -> {System.out.println("计算结果："+v);}).exceptionally(e -> {System.out.println(e.getMessage());System.out.println(e);return null;});System.out.println("============主线程==========");executorService.shutdown();}}

exceptionally相当于try catch
whenComplete和handler相当于try finally

对计算结果进行消费

接受任务的处理结果，消费处理。thenAccept无返回结果。（thenApply是有返回结果的）

public class CompletableFutureTest3 {public static void main(String[] args) {CompletableFuture.supplyAsync(()->{return 3;}).thenApply(r->{return r*8;}).thenApply(r->{return r/2;}).thenAccept(r-> System.out.println(r));System.out.println(CompletableFuture.supplyAsync(()->"6666").thenRun(()->{}).join());System.out.println(CompletableFuture.supplyAsync(()->"6666").thenAccept(r-> System.out.println(r)).join());System.out.println(CompletableFuture.supplyAsync(()->"6666").thenApply(r->r+"9999").join());}}

12null6666null66669999

对计算速度进行选用与对计算结果进行合并

applyToEither：谁快用谁
thenCombine: 两个completionStage任务都完成后，将结果交给thenCombine。先完成的先等着，等待其他分支任务。

public class CompletableFutureTest4 {public static void main(String[] args) {CompletableFuture<String> first = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "1号选手";});CompletableFuture<String> second = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "2号选手";});CompletableFuture<String> result = first.applyToEither(second, r -> r + "is winner");CompletableFuture<String> res = first.thenCombine(second, (x, y) -> x + y);System.out.println(result.join());System.out.println(res.join());}}

并行执行

allOf():当所有给定的CompletableFuture完成时， 返回一个新的CompletableFuture
anyOf():当任何一个给定的CompletableFuture完成时，返回一个新的CompletableFuture

public static void testAllOf(){CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("future1执行完成");});CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("future2执行完成");});CompletableFuture<Void> all = CompletableFuture.allOf(future1, future2);try {all.get(5, TimeUnit.SECONDS);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();} catch (TimeoutException e) {e.printStackTrace();}}

completableFuture和线程池说明

以thenRun和thenRunAsync为例，有什么区别？

• 没有传入自定义线程池，默认是ForkJoinPool.
• 如果第一个执行的任务传入了一个自定义线程池，调用thenRun执行第二个任务，则第一个和第二个都是用自定义的线程池。
• 如果第一个执行的任务传入了一个自定义线程池，调用thenRunAsyn执行第二个任务，则第一个用自定义。第二个用ForkJoinPool（后面也都是ForkJoinPool）