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Java CompletableFuture实现多线程异步编排

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-01-30
目录 一 :问题背景 二 :CompletableFuture介绍 三 :具体场景 1.0 单个任务 1.0.1 runAsync:无返回值 1.0.2 supplyAsync:有返回值 1.0.3 supplyAsync:有返回值 2.0 两个任务编排 2.0.1 thenRunAsync 2.0.2 t
目录
  • 一 :问题背景
  • 二 :CompletableFuture介绍
  • 三 :具体场景
    • 1.0 单个任务
      • 1.0.1 runAsync:无返回值
      • 1.0.2 supplyAsync:有返回值
      • 1.0.3 supplyAsync:有返回值
    • 2.0 两个任务编排
      • 2.0.1 thenRunAsync
      • 2.0.2 thenAcceptAsync
      • 2.0.3 thenApplyAsync
    • 3.0 三任务编排
      • 3.0.1 三任务组合
      • 3.0.2 三任务组合二
    • 4.0 多任务的编排
      • 4.0.1、allOf:所有任务都执行完
      • 4.0.2、anyOf:其中有一个任务执行完就可以
  • 四: 一个实际的例子

    一 :问题背景

    问题:当查询接口较复杂时候,数据的获取都需要[远程调用],必然需要花费更多的时间。 假如查询文章详情页面,需要如下标注的时间才能完成,比如如下场景:

    1. 查询文章详情 0.5s

    2. 查询文章博主个人信息 0.5s

    3. 查询文章评论 1s

    4. 查询博主相关文章分类 1s

    5. 相关推荐文章 1s

    上面的描述只是举个例子不要在意这里的查询描述,看实际情况使用,有些相关的查询我们可以拆分接口实现,上面的描述只是为了举例子。

    那么,用户需要4s后才能统计的数据。很显然是不能接受的。 如果有多个线程同时完成这4步操作,也许只需要1s左右即可完成响应。

    二 :CompletableFuture介绍

    在Java 8中, 新增加了一个包含50个方法左右的类: CompletableFuture,提供了非常强大的Future的扩展功能,可以帮助我们简化异步编程的复杂性,提供了函数式编程的能力,可以通过回调的方式处理计算结果,并且提供了转换和组合CompletableFuture的方法。

    CompletableFuture类实现了Future接口,所以你还是可以像以前一样通过get方法阻塞或者轮询的方式获得结果,但是这种方式不推荐使用。 CompletableFuture和FutureTask同属于Future接口的实现类,都可以获取线程的执行结果。

    三 :具体场景

    1.0 单个任务

    1.0.1 runAsync:无返回值

    /**
     * runAsync无返回值
     */
    CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
        System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId());
        int i = 10 / 2;
        System.out.println("运行结果:" + i);
    }, executor);
    

    1.0.2 supplyAsync:有返回值

    whenComplete:能感知异常,能感知结果,但没办法给返回值

    exceptionally:能感知异常,不能感知结果,能给返回值。相当于,如果出现异常就返回这个值

    /**
     * supplyAsync有返回值
     * whenComplete能感知异常,能感知结果,但没办法给返回值
     * exceptionally能感知异常,不能感知结果,能给返回值。相当于,如果出现异常就返回这个值
     */
    CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId());
        int i = 10 / 0;
        System.out.println("运行结果:" + i);
        return i;
    }, executor).whenComplete((res,excption)->{
        //whenComplete虽然能得到异常信息,但是没办法修改返回值
        System.out.println("异步任务成功完成...结果是:"+res+";异常是:"+excption);
    }).exceptionally(throwable -> {
        //exceptionally能感知异常,而且能返回一个默认值,相当于,如果出现异常就返回这个值
        return 10;
    });
    

    1.0.3 supplyAsync:有返回值

    handle能拿到返回结果,也能得到异常信息,也能修改返回值

    /**
    * supplyAsync有返回值
    * handle能拿到返回结果,也能得到异常信息,也能修改返回值
    */
    CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId());
        int i = 10 / 4;
        System.out.println("运行结果:" + i);
        return i;
    }, executor).handle((res,excption)->{
        if(excption!=null){
            return 0;
        }else {
            return res * 2;
        }
    });
    

    2.0 两个任务编排

    两任务组合(线程串行化)

    可以是两任务的串行化,就是一个任务执行完了再执行下一个

    也可以是多个任务的串行化,就是按照顺序一个个的执行

    2.0.1 thenRunAsync

    不能接收上一次的执行结果,也没返回值

            /**
             * thenRunXXX 不能接收上一次的执行结果,也没返回值
             * .thenRunAsync(() -> {
             *      System.out.println("任务2启动了...");
             * }, executor);
             */
            CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId());
                int i = 10 / 4;
                System.out.println("运行结果:" + i);
                return i;
            }, executor).thenRunAsync(() -> {
                System.out.println("任务2启动了...");
            }, executor);
    

    2.0.2 thenAcceptAsync

    能接收上一次的执行结果,但没返回值

        /**
         * thenAcceptXXX 能接收上一次的执行结果,但没返回值
         * .thenAcceptAsync(res->{
         *      System.out.println("任务2启动了..."+res);
         *  },executor);
         */
        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 4;
            System.out.println("运行结果:" + i);
            return i;
        }, executor).thenAcceptAsync(res -> {
            System.out.println("任务2启动了..." + res);
        }, executor);
    

    2.0.3 thenApplyAsync

    能接收上一次的执行结果,又可以有返回值

            /**
             * thenApplyXXX 能接收上一次的执行结果,又可以有返回值
             * .thenApplyAsync(res -> {
             *      System.out.println("任务2启动了..." + res);
             *      return "hello " + res;
             *  }, executor);
             */
            CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() ->         {
                System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId());
                int i = 10 / 4;
                System.out.println("运行结果:" + i);
                return i;
            }, executor).thenApplyAsync(res -> {
                System.out.println("任务2启动了..." + res);
                return "hello " + res;
            }, executor);
    

    3.0 三任务编排

    先准备两个任务

           CompletableFuture<Object> future01 =CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                System.out.println("任务1线程" + Thread.currentThread().getId());
                int i = 10 / 4;
                System.out.println("任务1结束:");
                return i;
            }, executor);
            CompletableFuture<Object> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                System.out.println("任务2线程" + Thread.currentThread().getId());
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    System.out.println("任务2结束:");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return "hello";
            }, executor);
    

    3.0.1 三任务组合

    前两个任务都完成,才执行任务3

    3.0.1-1、runAfterBothAsync:任务01 任务02都完成了,再开始执行任务3,不感知任务1、2的结果的,也没返回值

    CompletableFuture<Void> future = future01.runAfterBothAsync(future02, () -> {
        System.out.println("任务3开始");
    }, executor);
    

    3.0.1-2、thenAcceptBothAsync:任务01 任务02都完成了,再开始执行任务3,能感知到任务1、2的结果,但没返回值

    CompletableFuture<Void> future = future01.thenAcceptBothAsync(future02, (f1, f2) -> {
                System.out.println("任务3开始...得到之前的结果:f1:" + f1 + ", f2:" + f2);
            }, executor);
    

    3.0.1-3、 thenCombineAsync:任务01 任务02都完成了,再开始执行任务3,能感知到任务1、2的结果,而且自己可以带返回值

     CompletableFuture<String> future = future01.thenCombineAsync(future02, (f1, f2) -> {
                return f1+":"+f2+":哈哈";
            }, executor);
    

    3.0.2 三任务组合二

    前两个任务只要有一个完成,就执行任务3

    3.0.2-1、runAfterEitherAsync:两个任务只要有一个完成,就执行任务3,不感知结果,自己没返回值

    CompletableFuture<Void> future = future01.runAfterEitherAsync(future02, () -> {
                System.out.println("任务3开始...");
            }, executor);
    

    3.0.2-2、 acceptEitherAsync:两个任务只要有一个完成,就执行任务3,感知结果,自己没返回值

    CompletableFuture<Void> future = future01.acceptEitherAsync(future02, (res) -> {
            System.out.println("任务3开始...之前的结果" + res);
        }, executor);
    

    3.0.2-3、applyToEitherAsync:两个任务只要有一个完成,就执行任务3,感知结果,自己有返回值

    CompletableFuture<String> future = future01.applyToEitherAsync(future02, (res) -> {
            System.out.println("任务3开始...之前的结果" + res);
            return "任务3的结果...";
        }, executor);
    

    4.0 多任务的编排

     /**
             * 多任务组合
             */
            CompletableFuture<String> futureImg = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                System.out.println("查询商品图片信息");
                return "hello.jpg";
            },executor);
            CompletableFuture<String> futureAttr = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                System.out.println("查询商品属性信息");
                return "黑色+256G";
            },executor);
            CompletableFuture<String> futureDesc = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                    System.out.println("查询商品介绍信息");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return "华为...";
            },executor);
    

    4.0.1、allOf:所有任务都执行完

            /**
             * allOf 所有任务都执行完
             */
            CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(futureImg, futureAttr, futureDesc);
            allOf.get();//等待所有结果完成
    

    4.0.2、anyOf:其中有一个任务执行完就可以

            /**
             * anyOf 其中有一个任务执行完就可以
             */
            CompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(futureImg, futureAttr, futureDesc);
            anyOf.get();
    

    四: 一个实际的例子

    public SkuItemVo item(Long skuId) {
            SkuItemVo skuItemVo = new SkuItemVo();
            //1、sku详细信息 sku_info
            SkuInfoEntity skuInfo = getById(skuId);
            skuItemVo.setInfo(skuInfo);
            //2、sku 图片信息 sku_img
            List<SkuImagesEntity> images = skuImagesService.getImagesBySkuId(skuId);
            skuItemVo.setImages(images);
            //3、spu 销售属性组合
            List<SkuItemSaleAttrVo> saleAttr = skuSaleAttrValueService.getSaleAttrBySpuId(skuInfo.getSpuId());
            skuItemVo.setSaleAttr(saleAttr);
            //4、spu 的介绍
            SpuInfoDescEntity spuInfoDesc = spuInfoDescService.getById(skuInfo.getSpuId());
            skuItemVo.setDesc(spuInfoDesc);
            //5、spu 规格参数信息
            List<SpuItemAttrGroupVo> groupAttrs = attrGroupService.getAttrGroupWithAttrsBySpuId(skuInfo.getSpuId(),skuInfo.getCatalogId());
            skuItemVo.setGroupAttrs(groupAttrs);
            return skuItemVo;
        }
    

    使用CompletableFuture异步编排后

    private SkuItemVo item(Long skuId) {
            SkuItemVo skuItemVo = new SkuItemVo();
            /**
             * 3、4、5需要依赖1的运行结果,需要返回skuInfo后从中获取spuId和catalogId
             * 而2不需要依赖1的运行结果
             */
            //1、sku详细信息 sku_info
            CompletableFuture<SkuInfoEntity> infoFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                    SkuInfoEntity skuInfo = getById(skuId);
                    skuItemVo.setInfo(skuInfo);
                    return skuInfo;
            }, executor);
            //2、sku 图片信息 sku_img  2不需要等待上边1的执行结果
            CompletableFuture<Void> imageFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
                    List<SkuImagesEntity> images = skuImagesService.getImagesBySkuId(skuId);
                    skuItemVo.setImages(images);
            }, executor);
            //下边的3、4、5都需要上边1的执行结果
            //所以下边的3、4、5都是基于上边1的执行结果 infoFuture 开始的
            //都是以infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> {})开始的
            CompletableFuture<Void> saleAttrFuture = infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> {
                    //3、spu 销售属性组合  3
                    List<SkuItemSaleAttrVo> saleAttr = skuSaleAttrValueService.getSaleAttrBySpuId(skuInfo.getSpuId());
                    skuItemVo.setSaleAttr(saleAttr);
                    System.out.println(saleAttr);
            }, executor);
            CompletableFuture<Void> descFuture = infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> {
                    //4、spu 的介绍
                    SpuInfoDescEntity spuInfoDesc = spuInfoDescService.getById(skuInfo.getSpuId());
                    skuItemVo.setDesc(spuInfoDesc);
            }, executor);
            CompletableFuture<Void> attrGroupFuture = infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> {
                    //5、spu 规格参数信息
                    List<SpuItemAttrGroupVo> groupAttrs = attrGroupService.getAttrGroupWithAttrsBySpuId(skuInfo.getSpuId(),skuInfo.getCatalogId());
                    System.out.println(groupAttrs);
                    skuItemVo.setGroupAttrs(groupAttrs);
            }, executor);
            //等待所有任务完成
            try {
                    CompletableFuture.allOf(saleAttrFuture,descFuture,attrGroupFuture,imageFuture).get() ;
            } catch (InterruptedException e) {
                    log.error("查询商品详情异步编排错误: ");
                    log.error(e.getMessage() );
            } catch (ExecutionException e) {
                    log.error(e.getMessage() );
            }
            return skuItemVo;
    }

    以上就是Java CompletableFuture实现多线程异步编排的详细内容,更多关于Java CompletableFuture的资料请关注自由互联其它相关文章!

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