Java CompletableFuture实现多线程异步编排
作者：yyp技术 发布时间：2023-07-22 22:57:02
标签：Java,CompletableFuture,多线程,异步编排
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;
}
来源：https://juejin.cn/post/7140244126679138312
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