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Java8并发新特性CompletableFuture

1.CompletableFuture是什么?

各位小伙伴是否有一种感觉,整天大量时间沉迷于业务开发的同时,缺少对于一些技术更新的关注,忽略掉了很多实用又简单的方法,以往我们做异步任务的时候都习惯于使用Callable或者Runnable接口去实现,今天我们就来聊聊与之不同的CompletableFuture类。

CompletableFuture针对Future接口做了改进,相比Callable/Runnable接口它支持多任务进行链式调用、组合、多任务并发处理。很多时候我们在设计过程中会想在一个异步任务执行完成后,直接获取它的结果传递给下一个任务继续执行后续的流程,这时候CompletableFuture的作用就来了。

CompletableFuture类关系图:

从以下类图可以看到,CompletableFuture实现了Future和CompletionStage两个接口,Future提供了获取任务执行结果和任务执行状态的功能。 CompletionStage表示一个任务的执行阶段,提供了诸多方法支持了多任务的聚合功能。

2.CompletableFuture的方法使用说明

2.1 CompletableFuture类提供几个静态方法来进行异步操作

supplyAsync与runAsync主要用于构建异步事件。

supplyAsync:带有返回值的异步任务,支持在默认线程池ForkJoinPool.commonPool()中完成异步任务,也可以使用自定义线程池执行异步任务,结果返回一个新的CompletableFuture,返回结果类型U。最终的任务执行结果可通过返回CompletableFuture对象的 get()/join() 方法获取返回值。

runAsync:不带返回值的异步任务,支持在默认线程池ForkJoinPool.commonPool()中完成异步任务,也可以使用自定义线程池执行异步任务,结果返回一个新的CompletableFuture,返回结果类型为Void,也就是无返回值。

allOf:多个CompletableFuture任务并发执行,所有CompletableFuture任务完成时,返回一个新的CompletableFuture对象,其返回值为Void,也就是无返回值。

anyOf:多个CompletableFuture任务并发执行,只要有一个CompletableFuture任务完成时,就会返回一个新的CompletableFuture对象,并返回该CompletableFuture执行完成任务的返回值。

2.2 获取异步任务执行结果的方法 get()/join()

join()和get()方法都是CompletableFuture对象基于阻塞的方式来获取异步任务执行结果。

get方法会抛出显示异常必须捕获处理,任务允许被中断抛出InterruptedException异常,通过带有超时时间的阻塞方式获取异步任务执行结果,超时等待无结果则中断任务抛出TimeoutException异常。join方法会抛出未检查异常,与get()方法不同的是join()方法不允许被中断。

3.CompletionStage的方法使用说明

CompletionStage表示一个任务的执行阶段,每个任务都会返回一个CompletionStage对象,可以对多个CompletionStage对象进行串行、并行或者聚合的方式来进行下阶段的操作,也就是说实现异步任务的回调功能。CompletionStage总共提供了38个方法来实现多个CompletionStage任务的各种操作, 接下来我们就针对这些方法分类来了解一下。

以下类型均有三种使用方式:

thenAccept:方法名不带Async的使用主线程同步执行回调函数,不做异步处理thenAcceptAsync:方法名带Async,但是无executor参数的,使用默认线程池ForkJoinPool.commonPool异步执行任务thenAcceptAsync:方法名带Async,有executor参数的,使用自定义线程池异步执行任务

3.1 纯消费类型 依赖单个任务完成(thenAccept):由上一个CompletionStage任务执行完成的结果传递到action进行回调处理,即仅仅消费了上一个CompletionStage任务的返回值,回调处理结果无返回值。

依赖两个任务都完成(thenAcceptBoth):两个CompletionStage任务并发执行,必须都完成了才执行action回调处理,即仅仅消费了两个CompletionStage任务的返回值,回调处理结果无返回值。

依赖两个任务中的任何一个完成(acceptEither):两个CompletionStage任务并发执行,只要其中一个先完成了就携带返回值执行action回调处理,即仅仅消费了优先完成的CompletionStage任务的返回值,回调处理结果无返回值。

3.2 有返回值类型

依赖单个任务完成(thenApply):由上一个CompletionStage任务执行完成的结果传递到action进行回调处理,即不止消费了上一个CompletaionStage任务的返回值,同时回调处理结果也有返回值

依赖两个任务都完成(thenCombine):两个CompletionStage任务并发执行,必须都完成了才执行action回调处理,即不止消费了两个CompletaionStage任务的返回值,同时回调处理结果也有返回值。

依赖两个任务中的任何一个完成(applyToEither):两个CompletionStage任务并发执行,只要其中一个任务执行完成就会action回调处理,即不止消费了优先完成的CompletionStage的返回值,同时回调处理结果也有返回值。

3.3 不消费也不返回类型

依赖单个任务完成(thenRun):单个CompletionStage任务执行完成回调action处理,即执行action回调方法无参数,回调处理结果也无返回值。

依赖两个任务都完成(runAfterBoth):两个CompletionStage任务并发执行,必须两个任务都完成才执行action回调处理,即执行action回调方法无参数,回调处理结果也无返回值。

依赖两个任务中的任何一个完成(runAfterEither):两个CompletionStage任务并发执行,只需其中任何一个任务完成即可回调action处理,即执行action回调方法无参数,回调处理结果也无返回值。

3.4 组合类型

thenCompose:存在先后关系的两个任务进行串行组合,由第一个CompletionStage任务执行结果作为参数传递给第二个CompletionStage任务,最终返回第二个CompletionStage。

3.5 任务事件类型

CompletionStage接口也支持类似我们常用的try-catch-finally中的finally的作用,无论这个任务的执行结果是正常还是出现异常的情况,都必须要去执行的一个代码块。在CompletionStage接口提供了以下两种接口回调的形式(whenComplete、handle),并支持主线程同步执行同时也支持使用默认线程池,或者使用自定义线程池去异步执行最终的回调处理。例如我们一个事务操作,无论这段代码执行是否成功,我们都必须要去关闭事务。

任务完成事件(whenComplete):结果无返回值,若出现异常执行完whenComplete回调处理完成后将中断主线程的运行。

任务完成回调事件(handle):结果有返回值,若出现异常执行完handle回调处理完成后将继续执行主线程的后续操作,不中断主线程运行。

4.CompletionStage异常处理方法

exceptionally:只要是个程序,就会有异常出现的情况,例如一个CompletionStage任务,如果执行过程中出现异常,我们为了保证异常情况下程序能够正常处理业务逻辑,那么在这里我们就可以使用exceptionally进行异常回调处理。当CompletionStage任务出现异常时就会触发回调exceptionally,否则CompletionStage任务正常执行业务不进行异常回调处理。

注:以下这两种情况可能大家在实际开发过程中会比较少见,但还是得在这里做个提醒,以免到最后准备不充分出现设计上的缺陷。

当whenCompleteAsync与exceptionally同时使用时,若出现异常情况,由于exceptionally有返回值,所以优先执行whenCompleteAsync,后执行exceptionally。当handleAsync与exceptionally同时出现时,由于handleAsync已经包含了exceptionally的所有操作,即handleAsync回调有返回值,且有Throwable异常对象能够进行异常处理,所以这两者同时出现时exceptionally将失效。

5.方法类型总结

根据以上的方法我们可以总结出这些任务其实就分为三大类,相当于通过CompletionStage的回调机制来实现多个任务串、多个任务并行、多个任务聚合的操作,因此CompletableFuture对于异步任务的处理提供了更加强大的编程模型。所以说java8提供的CompletableFuture类相对原来的Future接口来说提供了一些链式的编程,省去了我们很多异步任务回调操作复杂的步骤,让我们这些码农们能够有更高的效率输出产品。

到此这篇关于Java8并发新特性CompletableFuture的文章就介绍到这了,更多相关Java8 CompletableFuture内容请搜索七叶笔记以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持七叶笔记!

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