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详解Java8 CompletableFuture的并行处理用法

作者：Java分享客栈　　发布时间：2023-07-27 11:48:06　

标签：Java8,CompletableFuture,并行处理

前言

工作中你可能会遇到很多这样的场景，一个接口，要从其他几个service调用查询方法，分别获取到需要的值之后再封装数据返回。

还可能在微服务中遇到类似的情况，某个服务的接口，要使用好几次feign去调用其他服务的方法获取数据，最后拿到想要的值并封装返回给前端。

这样的场景下，当某个或多个rpc调用的方法比较耗时，整个接口的响应就会非常慢。Java8之后，有一个工具非常适合处理这种场景，就是CompletableFuture。

场景

本章主要讲解CompletableFuture的并行处理用法，来针对这种很常见的场景，帮助大家快速掌握并应用到实际工作当中。CompletableFuture内部的用法还有许多，但个人用到的场景大多都是并行处理，对其他场景感兴趣的小伙伴可以另行百度搜索。

场景说明：

写一个接口，调用另外两个HTTP接口，分别获取二十四节气和星座，最后放在一起返回。

用法

1、在线API

我们访问极速数据网站，注册一个账号，就可以免费使用里面的一些在线API，平均每天有100次免费机会，对于我这样经常本地做一些测试的人来说完全够用了。

这里，我使用了其中的查询二十四节气API，和查询星座API，后面会提供案例代码，也可以直接使用我的。

2、编写在线API查询

这里，我们在查询时，模拟耗时的情况。

1.查询二十四节气

package com.example.async.service;

import cn.hutool.http.HttpUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
* 
* 查询二十四节气的服务
* 
*
* @author 福隆苑居士，公众号：【Java分享客栈】
* @since 2022-04-26 15:25
*/
@Service
@Slf4j
public class TwentyFourService {

public static final String APPKEY = "xxxxxx";// 你的appkey
public static final String URL = "https://api.jisuapi.com/jieqi/query";

public String getResult() {
String url = URL + "?appkey=" + APPKEY;
String result = HttpUtil.get(url);

// 模拟耗时
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (Exception e) {
log.error("[二十四节气]>>>> 异常: {}", e.getMessage(), e);
}

return result;
}

}

2.查询星座

package com.example.async.service;

import cn.hutool.http.HttpUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
* 
* 查询星座的服务
* 
*
* @author 福隆苑居士，公众号：【Java分享客栈】
* @since 2022-04-26 15:25
*/
@Service
@Slf4j
public class ConstellationService {
public static final String APPKEY = "xxxxxx";// 你的appkey
public static final String URL = "https://api.jisuapi.com/astro/all";

public String getResult() {

String url = URL + "?appkey=" + APPKEY;
String result = HttpUtil.get(url);

// 模拟耗时
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (Exception e) {
log.error("[星座]>>>> 异常: {}", e.getMessage(), e);
}

return result;
}

}

3、编写查询服务

package com.example.async.service;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
* 
* 查询服务
* 
*
* @author 福隆苑居士，公众号：【Java分享客栈】
* @since 2022-04-26 17:38
*/
@Service
@Slf4j
public class QueryService {
private final TwentyFourService twentyFourService;
private final ConstellationService constellationService;

public QueryService(TwentyFourService twentyFourService, ConstellationService constellationService) {
this.twentyFourService = twentyFourService;
this.constellationService = constellationService;
}

/**
* 同步返回结果
* @return 结果
*/
public Map<String, Object> query() {
// 1、查询二十四节气
String twentyFourResult = twentyFourService.getResult();

// 2、查询星座
String constellationResult = constellationService.getResult();

// 3、返回
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("twentyFourResult", twentyFourResult);
map.put("constellationResult", constellationResult);
return map;
}
}

4、编写测试接口

这里，我们专门加上了耗时计算。

package com.example.async.controller;

import cn.hutool.core.date.TimeInterval;
import com.example.async.service.QueryService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
* 
* 测试
* 
*
* @author 福隆苑居士，公众号：【Java分享客栈】
* @since 2022-04-26 17:35
*/
@RestController
@RequestMapping("/api")
@Slf4j
public class TestController {

private final QueryService queryService;

public TestController(QueryService queryService) {
this.queryService = queryService;
}

/**
* 同步查询
* @return 结果
*/
@GetMapping("/query")
public ResponseEntity<Map<String, Object>> query() {
// 计时
final TimeInterval timer = new TimeInterval();
timer.start();
Map<String, Object> map = queryService.query();
map.put("costTime", timer.intervalMs() + " ms");
return ResponseEntity.ok().body(map);
}
}

5、效果

可以看到，两个接口一共耗费了10秒左右才返回。

6、CompletableFuture并行查询

现在我们来使用CompletableFuture改造下接口，并行查询两个HTTP接口再返回。

package com.example.async.service;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

/**
* 
* 查询服务
* 
*
* @author 福隆苑居士，公众号：【Java分享客栈】
* @since 2022-04-26 17:38
*/
@Service
@Slf4j
public class QueryService {
private final TwentyFourService twentyFourService;
private final ConstellationService constellationService;

public QueryService(TwentyFourService twentyFourService, ConstellationService constellationService) {
this.twentyFourService = twentyFourService;
this.constellationService = constellationService;
}

/**
* 异步返回结果
* @return 结果
*/
public Map<String, Object> queryAsync() {

Map<String, Object> map = new HashMap<>();

// 1、查询二十四节气
CompletableFuture<String> twentyFourQuery = CompletableFuture.supplyAsync(twentyFourService::getResult);
twentyFourQuery.thenAccept((result) -> {
log.info("查询二十四节气结果：{}", result);
map.put("twentyFourResult", result);
}).exceptionally((e) -> {
log.error("查询二十四节气异常: {}", e.getMessage(), e);
map.put("twentyFourResult", "");
return null;
});

// 2、查询星座
CompletableFuture<String> constellationQuery = CompletableFuture.supplyAsync(constellationService::getResult);
constellationQuery.thenAccept((result) -> {
log.info("查询星座结果：{}", result);
map.put("constellationResult", result);
}).exceptionally((e) -> {
log.error("查询星座异常: {}", e.getMessage(), e);
map.put("constellationResult", "");
return null;
});

// 3、allOf-两个查询必须都完成
CompletableFuture<Void> allQuery = CompletableFuture.allOf(twentyFourQuery, constellationQuery);
CompletableFuture<Map<String, Object>> future = allQuery.thenApply((result) -> {
log.info("------------------ 全部查询都完成 ------------------ ");
return map;
}).exceptionally((e) -> {
log.error(e.getMessage(), e);
return null;
});

// 获取异步方法返回值
// get()-内部抛出了异常需手动处理; join()-内部处理了异常无需手动处理，点进去一看便知。
future.join();

return map;
}
}

7、编写测试接口

package com.example.async.controller;

import cn.hutool.core.date.TimeInterval;
import com.example.async.service.QueryService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
* 
* 测试
* 
*
* @author 福隆苑居士，公众号：【Java分享客栈】
* @since 2022-04-26 17:35
*/
@RestController
@RequestMapping("/api")
@Slf4j
public class TestController {

private final QueryService queryService;

public TestController(QueryService queryService) {
this.queryService = queryService;
}

/**
* 异步查询
* @return 结果
*/
@GetMapping("/queryAsync")
public ResponseEntity<Map<String, Object>> queryAsync() {
// 计时
final TimeInterval timer = new TimeInterval();
timer.start();
Map<String, Object> map = queryService.queryAsync();
map.put("costTime", timer.intervalMs() + " ms");
return ResponseEntity.ok().body(map);
}
}

8、CompletableFuture效果

可以看到，时间缩短了一倍。

思考

如果在微服务中，有一个很复杂的业务需要远程调用5个第三方laji厂家的接口，每个接口假设都耗时5秒，使用CompletableFuture并行处理最终需要多久？

答案是肯定的，同步查询需要25秒左右，CompletableFuture并行处理还是5秒左右，也就是说，同一个接口中，调用的耗时接口越多，CompletableFuture优化的幅度就越大。

示例代码

可以下载我的完整示例代码本地按需测试，里面有我的极速数据API的key，省得自己注册账号了，每天免费就100次，先到先得哦。

来源：https://mp.weixin.qq.com/s/E3Sw8rm9LU-yggANh5FOBg

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