CompletableFuture详解
概要
- Runnable+Thread虽然提供了多线程的能力但是没有返回值。
- Callable+Thread的方法提供多线程和返回值的能力但是在获取返回值的时候会阻塞主线程。
上述的情况只适合不关心返回值，只要提交的Task执行了就可以。另外的就是能够容忍等待。
CompletableFuture是jdk8的新特性。CompletableFuture实现了CompletionStage接口和Future接口，前者是对后者的一个扩展，增加了异步会点、流式处理、多个Future组合处理的能力，使Java在处理多任务的协同工作时更加顺畅便利。
① 创建异步任务
1、supplyAsync
supplyAsync是创建带有返回值的异步任务。它有如下两个方法，一个是使用默认线程池（ForkJoinPool.commonPool()）的方法，一个是带有自定义线程池的重
载方法
// 带返回值异步请求，默认线程池
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)
// 带返回值的异步请求，可以自定义线程池
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)
2、runAsync
runAsync是创建没有返回值的异步任务。它有如下两个方法，一个是使用默认线程池（ForkJoinPool.commonPool()）的方法，一个是带有自定义线程池的重载
方法
// 不带返回值的异步请求，默认线程池
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)
// 不带返回值的异步请求，可以自定义线程池
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
3、获取任务结果
// 如果完成则返回结果，否则就抛出具体的异常
public T get() throws InterruptedException, ExecutionException
// 最大时间等待返回结果，否则就抛出具体异常
public T get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException
// 完成时返回结果值，否则抛出unchecked异常。为了更好地符合通用函数形式的使用，如果完成此 CompletableFuture所涉及的计算引发异常，则此方法将引发unchecked异常并将底层异常作为其原因
public T join()
// 如果完成则返回结果值（或抛出任何遇到的异常），否则返回给定的 valueIfAbsent。
public T getNow(T valueIfAbsent)
// 如果任务没有完成，返回的值设置为给定值
public boolean complete(T value)
// 如果任务没有完成，就抛出给定异常
public boolean completeExceptionally(Throwable ex)
② 异步回调处理
1、结果转换
将上一段任务的执行结果作为下一阶段任务的入参参与重新计算，产生新的结果。
thenApply
thenApply接收一个函数作为参数，使用该函数处理上一个CompletableFuture调用的结果，并返回一个具有处理结果的Future对象。
常用方法：
public <U> CompletableFuture<U> thenApply(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn)
具体使用：
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
int result = 100;
System.out.println("第一次运算：" + result);
return result;
}).thenApply(number -> {
int result = number * 3;
System.out.println("第二次运算：" + result);
return result;
});
thenCompose
thenCompose的参数为一个返回CompletableFuture实例的函数，该函数的参数是先前计算步骤的结果。
常用方法：
public <U> CompletableFuture<U> thenCompose(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn);
public <U> CompletableFuture<U> thenComposeAsync(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn) ;
具体使用：
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture
.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(30);
System.out.println("第一次运算：" + number);
return number;
}
})
.thenCompose(new Function<Integer, CompletionStage<Integer>>() {
@Override
public CompletionStage<Integer> apply(Integer param) {
return CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = param * 2;
System.out.println("第二次运算：" + number);
return number;
}
});
}
});
thenApply 和 thenCompose的区别：
thenApply转换的是泛型中的类型，返回的是同一个CompletableFuturethenCompose将内部的CompletableFuture调用展开来并使用上一个CompletableFutre调用的结果在下一步的CompletableFuture调用中进行运算，是生成一个新的CompletableFuture。
2、结果消费
结果消费系列函数只对结果执行Action，而不返回新的计算值。
根据对结果的处理方式，结果消费函数又可以分为下面三大类：
thenAccept()：对单个结果进行消费thenAcceptBoth()：对两个结果进行消费thenRun()：不关心结果，只对结果执行Action
thenAccept
常用方法：
public CompletionStage<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action);
具体使用：
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture
.supplyAsync(() -> {
int number = new Random().nextInt(10);
System.out.println("第一次运算：" + number);
return number;
}).thenAccept(number ->
System.out.println("第二次运算：" + number * 5));
thenAcceptBoth
thenAcceptBoth函数的作用是，当两个CompletionStage都正常完成计算的时候，就会执行提供的action消费两个异步的结果。
常用方法：
public <U> CompletionStage<Void> thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action);
public <U> CompletionStage<Void> thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action);
具体使用：
CompletableFuture<Integer> futrue1 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(3) + 1;
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("任务1结果：" + number);
return number;
}
});
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(3) + 1;
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("任务2结果：" + number);
return number;
}
});
futrue1.thenAcceptBoth(future2, new BiConsumer<Integer, Integer>() {
@Override
public void accept(Integer x, Integer y) {
System.out.println("最终结果：" + (x + y));
}
});
thenRun
thenRun也是对线程任务结果的一种消费函数，与thenAccept不同的是，thenRun会在上一阶段 CompletableFuture计算完成的时候执行一个Runnable，而Runnable并不使用该CompletableFuture计算的结果。
常用方法：
public CompletionStage<Void> thenRun(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action);
具体使用：
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
int number = new Random().nextInt(10);
System.out.println("第一阶段：" + number);
return number;
}).thenRun(() ->
System.out.println("thenRun 执行"));
3、结果组合
thenCombine
合并两个线程任务的结果，并进一步处理。
常用方法：
public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombine(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn);
public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn);
public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn, Executor executor);
具体使用：
CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture
.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(10);
System.out.println("任务1结果：" + number);
return number;
}
});
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture
.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(10);
System.out.println("任务2结果：" + number);
return number;
}
});
CompletableFuture<Integer> result = future1
.thenCombine(future2, new BiFunction<Integer, Integer, Integer>() {
@Override
public Integer apply(Integer x, Integer y) {
return x + y;
}
});
System.out.println("组合后结果：" + result.get());
4、结果交互
线程交互指将两个线程任务获取结果的速度相比较，按一定的规则进行下一步处理。
applyToEither
两个线程任务相比较，先获得执行结果的，就对该结果进行下一步的转化操作。
常用方法：
public <U> CompletionStage<U> applyToEither(CompletionStage<? extends T> other,Function<? super T, U> fn);
public <U> CompletionStage<U> applyToEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Function<? super T, U> fn);
具体使用：
CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture
.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(10);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("任务1结果:" + number);
return number;
}
});
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(10);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("任务2结果:" + number);
return number;
}
});
future1.applyToEither(future2, new Function<Integer, Integer>() {
@Override
public Integer apply(Integer number) {
System.out.println("最快结果：" + number);
return number * 2;
}
});
acceptEither
两个线程任务相比较，先获得执行结果的，就对该结果进行下一步的消费操作。
常用方法：
public CompletionStage<Void> acceptEither(CompletionStage<? extends T> other,Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> acceptEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Consumer<? super T> action);
具体使用：
CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(10) + 1;
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("第一阶段：" + number);
return number;
}
});
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(10) + 1;
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("第二阶段：" + number);
return number;
}
});
future1.acceptEither(future2, new Consumer<Integer>() {
@Override
public void accept(Integer number) {
System.out.println("最快结果：" + number);
}
});
runAfterEither
两个线程任务相比较，有任何一个执行完成，就进行下一步操作，不关心运行结果。
常用方法：
public CompletionStage<Void> runAfterEither(CompletionStage<?> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action);
具体使用：
CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(5);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("任务1结果：" + number);
return number;
}
});
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
@Override
public Integer get() {
int number = new Random().nextInt(5);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(number);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("任务2结果:" + number);
return number;
}
});
future1.runAfterEither(future2, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("已经有一个任务完成了");
}
}).join();
anyOf
anyOf() 的参数是多个给定的 CompletableFuture，当其中的任何一个完成时，方法返回这个 CompletableFuture。
常用方法：
public static CompletableFuture<Object> anyOf(CompletableFuture<?>... cfs)
具体使用：
Random random = new Random();
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(random.nextInt(5));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "hello";
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(random.nextInt(1));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "world";
});
CompletableFuture<Object> result = CompletableFuture.anyOf(future1, future2);
allOf
allOf方法用来实现多 CompletableFuture 的同时返回。
常用方法：
public static CompletableFuture<Void> allOf(CompletableFuture<?>... cfs)
具体使用：
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("future1完成！");
return "future1完成！";
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
System.out.println("future2完成！");
return "future2完成！";
});
CompletableFuture<Void> combindFuture = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
try {
combindFuture.get();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
汇总
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