java異步編程CompletableFuture使用示例詳解

更新時(shí)間：2022年11月30日 11:40:39 作者：小希爸爸

這篇文章主要為大家介紹了java異步編程CompletableFuture使用示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

一、簡單介紹

CompletableFuture 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 Future 和 CompletionStage 接口。

public class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T>

CompletableFuture 除了提供了更為好用和強(qiáng)大的 Future 特性之外，還提供了函數(shù)式編程的能力。

Future 接口有 5 個(gè)方法：

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) ：嘗試取消執(zhí)行任務(wù)。

boolean isCancelled() ：判斷任務(wù)是否被取消。

boolean isDone() ：判斷任務(wù)是否已經(jīng)被執(zhí)行完成。

get() ：等待任務(wù)執(zhí)行完成并獲取運(yùn)算結(jié)果。

get(long timeout, TimeUnit unit) ：多了一個(gè)超時(shí)時(shí)間。

CompletionStage<T> 接口中的方法比較多，CompletableFuture 的函數(shù)式能力就是這個(gè)接口賦予的。從這個(gè)接口的方法參數(shù)你就可以發(fā)現(xiàn)其大量使用了 Java8 引入的函數(shù)式編程。

二、常見操作

1、使用默認(rèn)線程池

// 使用默認(rèn)的線程池，F(xiàn)orkJoinPool
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
   System.out.println("come in");
   System.out.println("是否為守護(hù)線程: " + Thread.currentThread().isDaemon());
   System.out.println("當(dāng)前線程名稱：" + Thread.currentThread().getName());
   try {
       Thread.sleep(2000);
   } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
   }
   System.out.println("is ending");
   return "hello";
});
System.out.println("I am main thread");

輸出如下：

I am main thread
come in
是否為守護(hù)線程: true

從輸出結(jié)果可以看出，使用默認(rèn)的線程池，啟動是線程是守護(hù)線程，如果主線程執(zhí)行完畢，會導(dǎo)致守護(hù)線程結(jié)束。導(dǎo)致 is ending 無法輸出。

2、使用自定義線程池

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 使用自定義線程池
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
    System.out.println("come in");
    System.out.println("是否為守護(hù)線程: " + Thread.currentThread().isDaemon());
    System.out.println("當(dāng)前線程名稱：" + Thread.currentThread().getName());
    try {
        Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("is ending");
    return "hello";
},executorService);
System.out.println("I am main thread");
// 關(guān)閉線程池
executorService.shutdown();

輸出如下：

I am main thread
come in
是否為守護(hù)線程: false
當(dāng)前線程名稱：pool-1-thread-1
is ending

可以看出，使用自定義線程池，創(chuàng)建出來的線程不是守護(hù)線程。

3、獲取線程的執(zhí)行結(jié)果

1、 get()

會阻塞當(dāng)前主線程，等待任務(wù)線程執(zhí)行完成，獲取任務(wù)線程結(jié)果

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 使用自定義線程池
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
   System.out.println("come in");
   System.out.println("是否為守護(hù)線程: " + Thread.currentThread().isDaemon());
   System.out.println("當(dāng)前線程名稱：" + Thread.currentThread().getName());
   try {
       Thread.sleep(2000);
   } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
   }
   System.out.println("is ending");
   return "hello";
},executorService);
System.out.println("I am main thread");
System.out.println("等待線程執(zhí)行結(jié)束");
// 阻塞等待任務(wù)執(zhí)行完成。
String s = completableFuture.get();
System.out.println("線程執(zhí)行結(jié)果為：" + s);
executorService.shutdown();

輸出為：

I am main thread
等待線程執(zhí)行結(jié)束
come in
是否為守護(hù)線程: false
當(dāng)前線程名稱：pool-1-thread-1
is ending
線程執(zhí)行結(jié)果為：hello

2、getNow(defaultValue)

如果線程執(zhí)行完成，獲取線程的執(zhí)行結(jié)果，如果沒有執(zhí)行完，獲取傳遞的默認(rèn)結(jié)果值 defaultValue 。

3、whenComplete(BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action)

異步回調(diào)，獲取線程的執(zhí)行結(jié)果。

completableFuture.whenComplete((v,e)->{
    // 沒有異常
    if (e == null) {
        System.out.println("執(zhí)行結(jié)果為:" + v);
    }
});

異常返回的處理。

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 使用自定義線程池
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
    System.out.println("come in");
    try {
        Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    int i = 10 / 0;
    return "hello";
},executorService);
completableFuture.whenComplete((v,e)->{
    // 沒有異常
    if (e == null) {
        System.out.println("執(zhí)行結(jié)果為:" + v);
    } else {
        System.out.println(e.getMessage());
        System.out.println("異常了，要處理拉");
    }
});
executorService.shutdown();

輸出結(jié)果如下：

come in
java.lang.ArithmeticException: / by zero
異常了，要處理拉

三、處理異步結(jié)算的結(jié)果

當(dāng)我們獲取到異步計(jì)算的結(jié)果之后，還可以對其進(jìn)行進(jìn)一步的處理，比較常用的方法有下面幾個(gè)：

thenApply()

thenAccept()

thenRun()

whenComplete()

thenApply() 方法接受一個(gè) Function 實(shí)例，用它來處理結(jié)果。

CompletableFuture.supplyAsync(()->{
    return 10;
}).thenApply((s)->{
    return  s + 20;
}).thenApply(s->{
    return s+ 30;
}).whenComplete((v,e)->{
    if (e == null) {
        System.out.println("結(jié)果為：" + v);
    }
});
// 等待線程執(zhí)行完畢
Thread.sleep(2000);

輸出結(jié)果為：

結(jié)果為：60

如果你不需要從回調(diào)函數(shù)中獲取返回結(jié)果，可以使用 thenAccept() 或者 thenRun()。這兩個(gè)方法的區(qū)別在于 thenRun() 不能訪問異步計(jì)算的結(jié)果。

四、異常處理

可以通過 handle() 方法來處理任務(wù)執(zhí)行過程中可能出現(xiàn)的拋出異常的情況。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) {
        throw new RuntimeException("Computation error!");
    }
    return "hello!";
}).handle((res, ex) -> {
    // res 代表返回的結(jié)果
    // ex 的類型為 Throwable ，代表拋出的異常
    return res != null ? res : ex.getMessage();
});
System.out.println(future.get());

輸出如下：

java.lang.RuntimeException: Computation error!

如果你想讓 CompletableFuture 的結(jié)果就是異常的話，可以使用 completeExceptionally() 方法為其賦值。

五、組合 CompletableFuture

你可以使用 thenCompose() 按順序鏈接兩個(gè) CompletableFuture 對象。

CompletableFuture<String> future
        = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello!")
        .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + "world!"));
System.out.println(future.get());

輸出如下：

hello!world!

在實(shí)際開發(fā)中，這個(gè)方法還是非常有用的。比如說，我們先要獲取用戶信息然后再用用戶信息去做其他事情。

和 thenCompose() 方法類似的還有 thenCombine() 方法， thenCombine() 同樣可以組合兩個(gè) CompletableFuture 對象。

thenCompose() 可以兩個(gè) CompletableFuture 對象，并將前一個(gè)任務(wù)的返回結(jié)果作為下一個(gè)任務(wù)的參數(shù)，它們之間存在著先后順序。

thenCombine() 會在兩個(gè)任務(wù)都執(zhí)行完成后，把兩個(gè)任務(wù)的結(jié)果合并。兩個(gè)任務(wù)是并行執(zhí)行的，它們之間并沒有先后依賴順序。

CompletableFuture<String> completableFuture
        = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello!")
        // 兩個(gè)任務(wù)并行執(zhí)行，執(zhí)行完，進(jìn)行合并操作
        .thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(
                () -> "world!"), (s1, s2) -> s1 + s2)
        .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + "nice!"));
System.out.println(completableFuture.get());

輸出如下：

hello!world!nice!

六、并行運(yùn)行多個(gè) CompletableFuture

你可以通過 CompletableFuture 的 allOf()這個(gè)靜態(tài)方法來并行運(yùn)行多個(gè) CompletableFuture 。

實(shí)際項(xiàng)目中，我們經(jīng)常需要并行運(yùn)行多個(gè)互不相關(guān)的任務(wù)，這些任務(wù)之間沒有依賴關(guān)系，可以互相獨(dú)立地運(yùn)行。

比說我們要讀取處理 6 個(gè)文件，這 6 個(gè)任務(wù)都是沒有執(zhí)行順序依賴的任務(wù)，但是我們需要返回給用戶的時(shí)候?qū)⑦@幾個(gè)文件的處理的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理。像這種情況我們就可以使用并行運(yùn)行多個(gè) CompletableFuture 來處理。

示例代碼如下：

        CompletableFuture<Void> task1 =
                CompletableFuture.supplyAsync(()->{
                    //自定義業(yè)務(wù)操作
                });
......
        CompletableFuture<Void> task6 =
                CompletableFuture.supplyAsync(()->{
                    //自定義業(yè)務(wù)操作
                });
......
        CompletableFuture<Void> headerFuture=CompletableFuture.allOf(task1,.....,task6);
        try {
            headerFuture.join();
        } catch (Exception ex) {
    ......
        }
        System.out.println("all done. ");
        ------

經(jīng)常和 allOf() 方法拿來對比的是 anyOf() 方法。

allOf() 方法會等到所有的 CompletableFuture 都運(yùn)行完成之后再返回 anyOf() 方法不會等待所有的 CompletableFuture 都運(yùn)行完成之后再返回，只要有一個(gè)執(zhí)行完成即可！

七、案例

模擬：平臺商城，查詢商品價(jià)格

class PlatShopping {
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    // 平臺名稱
    private String name;
    public PlatShopping(String name) {
        this.name = name;
    }
    /**
     * 獲取書籍名稱
     * @param bookName 書名
     * @return
     */
    public Double getPrice(String bookName) {
        try {
            // 模擬查詢
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return Math.random() * 100;
    }

1、從多個(gè)平臺獲取書價(jià)格

構(gòu)造多個(gè)平臺查詢價(jià)格

public static void main(String[] args) throws
        InterruptedException,
        ExecutionException {
    PlatShopping jd = new PlatShopping("京東");
    PlatShopping taobao = new PlatShopping("淘寶");
    PlatShopping tianmao= new PlatShopping("天貓");
    List<PlatShopping> platShoppings = new ArrayList<>();
    platShoppings.add(jd);
    platShoppings.add(taobao);
    platShoppings.add(tianmao);
    long c1 = currentTimeMillis();
    String allPlatPrice = getAllPlatPrice(platShoppings,"java高級編程");
    System.out.println(String.format("總耗時(shí):%d", currentTimeMillis()- c1));
    System.out.println(allPlatPrice);
}

獲取所有的書價(jià)格結(jié)果（順序執(zhí)行）

private static String getAllPlatPrice(List<PlatShopping> platShoppings, String bookName) {
    return platShoppings.stream().map(p->{
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f", p.getName(), bookName, price);
        return   data;
    }).collect(Collectors.joining("\n"));
}

輸出結(jié)果如下：效率低

總耗時(shí):3077
京東上 java高級編程的價(jià)格 60.47
淘寶上 java高級編程的價(jià)格 89.12
天貓上 java高級編程的價(jià)格 79.15

使用并行,硬編碼處理。

    private static String getAllPlatPrice(List<PlatShopping> platShoppings, String bookName) {
        CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            PlatShopping p = platShoppings.get(0);
            Double price = p.getPrice(bookName);
            String data = format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
            return data;
        });
        CompletableFuture<String> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            PlatShopping p = platShoppings.get(1);
            Double price = p.getPrice(bookName);
            String data = format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
            return data;
        });
        CompletableFuture<String> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            PlatShopping p = platShoppings.get(2);
            Double price = p.getPrice(bookName);
            String data = format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
            return data;
        });
       return  task1.thenCombineAsync(task2,(s1,s2)->{
           return s1 + s2;
       }).thenCombineAsync(task3,(s1,s2) -> {
           return s1 + s2;
       }).join();
    }
}

輸出結(jié)果如下：

總耗時(shí):1065
京東上 java高級編程的價(jià)格 65.41
淘寶上 java高級編程的價(jià)格 35.13
天貓上 java高級編程的價(jià)格 19.70

使用allOf

private static String getAllPlatPrice(List<PlatShopping> platShoppings, String bookName) {
    CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(0);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    CompletableFuture<String> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(1);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    CompletableFuture<String> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(2);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    // 等待三個(gè)都執(zhí)行完成
    CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3).join();
    // 獲取結(jié)果
    stringBuilder.append(task1.join()).append(task2.join()).append(task3.join());
    return stringBuilder.toString();
}

輸出結(jié)果如下：

總耗時(shí):1064
京東上 java高級編程的價(jià)格 46.49
淘寶上 java高級編程的價(jià)格 4.59
天貓上 java高級編程的價(jià)格 74.47

使用流

private static String getAllPlatPrice(List<PlatShopping> platShoppings, String bookName) {
    // 批量提交任務(wù)，返回并行任務(wù)的集合列表
    List<CompletableFuture<String>> completableFutureList = platShoppings.stream().map(p -> {
        CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f", p.getName(), bookName, p.getPrice(bookName));
            return data;
        });
        return completableFuture;
    }).collect(Collectors.toList());
    // 分別獲取每個(gè)任務(wù)的結(jié)果,再進(jìn)行聚合
    String result = completableFutureList.stream().map(c -> c.join())
            .collect(Collectors.joining("\n"));
    return result;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

總耗時(shí):1062
京東上 java高級編程的價(jià)格 69.99
淘寶上 java高級編程的價(jià)格 58.18
天貓上 java高級編程的價(jià)格 5.05

2、從任意一個(gè)平臺獲取結(jié)果就返回

構(gòu)造多平臺，

public static void main(String[] args) throws
        InterruptedException,
        ExecutionException {
    PlatShopping jd = new PlatShopping("京東");
    PlatShopping taobao = new PlatShopping("淘寶");
    PlatShopping tianmao= new PlatShopping("天貓");
    List<PlatShopping> platShoppings = new ArrayList<>();
    platShoppings.add(jd);
    platShoppings.add(taobao);
    platShoppings.add(tianmao);
    long c1 = currentTimeMillis();
    String onePrice = getOnePrice(platShoppings,"java高級編程");
    System.out.println(String.format("總耗時(shí):%d", currentTimeMillis()- c1));
    System.out.println(onePrice);
}

使用anyOf

private static String getOnePrice(List<PlatShopping> platShoppings, String bookName) {
    CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(0);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    CompletableFuture<String> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(1);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    CompletableFuture<String> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(2);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    Object join = CompletableFuture.anyOf(task1, task2, task3).join();
    return (String) join;
}

輸出如下：

總耗時(shí):1063
京東上 java高級編程的價(jià)格 4.93

使用 applyToEitherAsync

private static String getOnePrice(List<PlatShopping> platShoppings, String bookName) {
    CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(0);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    });
    String result = task1.applyToEitherAsync(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        PlatShopping p = platShoppings.get(1);
        Double price = p.getPrice(bookName);
        String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
        return data;
    }), (t) -> t).applyToEitherAsync(
            CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                PlatShopping p = platShoppings.get(2);
                Double price = p.getPrice(bookName);
                String data = String.format("%s 上 %s 的價(jià)格 %.2f \n", p.getName(), bookName, price);
                return data;
            }),
            (t) -> t
    ).join();
    return result;
}

輸出如下：

總耗時(shí):1063
京東上 java高級編程的價(jià)格 52.31

另外，建議可以看看京東的 asyncToolopen in new window 這個(gè)并發(fā)框架，里面大量使用到了 CompletableFuture 。

以上就是java異步編程CompletableFuture使用示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于java異步CompletableFuture的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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java異步編程CompletableFuture使用示例詳解

目錄

一、簡單介紹

二、常見操作

1、使用默認(rèn)線程池

2、使用自定義線程池

3、獲取線程的執(zhí)行結(jié)果

三、處理異步結(jié)算的結(jié)果

四、異常處理

五、組合 CompletableFuture

六、并行運(yùn)行多個(gè) CompletableFuture

七、案例

1、從多個(gè)平臺獲取書價(jià)格

2、從任意一個(gè)平臺獲取結(jié)果就返回

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java異步編程CompletableFuture使用示例詳解

目錄

一、簡單介紹

二、常見操作

1、使用默認(rèn)線程池

2、使用自定義線程池

3、獲取線程的執(zhí)行結(jié)果

三、處理異步結(jié)算的結(jié)果

四、異常處理

五、組合 CompletableFuture

六、并行運(yùn)行多個(gè) CompletableFuture

七、案例

1、從多個(gè)平臺獲取書價(jià)格

2、從任意一個(gè)平臺獲取結(jié)果就返回

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一、簡單介紹

二、常見操作

2、使用自定義線程池

3、獲取線程的執(zhí)行結(jié)果

三、處理異步結(jié)算的結(jié)果

四、異常處理

五、組合 CompletableFuture

六、并行運(yùn)行多個(gè) CompletableFuture

七、案例

2、從任意一個(gè)平臺獲取結(jié)果就返回