使用CompletableFuture

使用Future获得异步执行结果时，要么调用阻塞方法get()，要么轮询看isDone()是否为true，这两种方法都不是很好，因为主线程也会被迫等待。

从Java 8开始引入了CompletableFuture，它针对Future做了改进，可以传入回调对象，当异步任务完成或者发生异常时，自动调用回调对象的回调方法。

我们以获取股票价格为例，看看如何使用CompletableFuture：

使用CompletableFuture - 图1

创建一个CompletableFuture是通过CompletableFuture.supplyAsync()实现的，它需要一个实现了Supplier接口的对象：

  1. public interface Supplier<T> {
  2.     T get();
  3. }

这里我们用lambda语法简化了一下，直接传入Main::fetchPrice，因为Main.fetchPrice()静态方法的签名符合Supplier接口的定义（除了方法名外）。

紧接着，CompletableFuture已经被提交给默认的线程池执行了，我们需要定义的是CompletableFuture完成时和异常时需要回调的实例。完成时，CompletableFuture会调用Consumer对象：

  1. public interface Consumer<T> {
  2.     void accept(T t);
  3. }

异常时，CompletableFuture会调用Function对象：

  1. public interface Function<T, R> {
  2.     R apply(T t);
  3. }

这里我们都用lambda语法简化了代码。

可见CompletableFuture的优点是：

  • 异步任务结束时，会自动回调某个对象的方法；
  • 异步任务出错时，会自动回调某个对象的方法；
  • 主线程设置好回调后，不再关心异步任务的执行。

如果只是实现了异步回调机制，我们还看不出CompletableFuture相比Future的优势。CompletableFuture更强大的功能是，多个CompletableFuture可以串行执行，例如，定义两个CompletableFuture，第一个CompletableFuture根据证券名称查询证券代码，第二个CompletableFuture根据证券代码查询证券价格，这两个CompletableFuture实现串行操作如下：

使用CompletableFuture - 图2

除了串行执行外，多个CompletableFuture还可以并行执行。例如，我们考虑这样的场景：

同时从新浪和网易查询证券代码，只要任意一个返回结果，就进行下一步查询价格，查询价格也同时从新浪和网易查询，只要任意一个返回结果，就完成操作：

使用CompletableFuture - 图3

上述逻辑实现的异步查询规则实际上是：

  1. ┌─────────────┐ ┌─────────────┐
  2. │ Query Code  │ │ Query Code  │
  3. │  from sina  │ │  from 163   │
  4. └─────────────┘ └─────────────┘
  5.        │               │
  6.        └───────┬───────┘
  7.                ▼
  8.         ┌─────────────┐
  9.         │    anyOf    │
  10.         └─────────────┘
  11.                │
  12.        ┌───────┴────────┐
  13.        ▼                ▼
  14. ┌─────────────┐  ┌─────────────┐
  15. │ Query Price │  │ Query Price │
  16. │  from sina  │  │  from 163   │
  17. └─────────────┘  └─────────────┘
  18.        │                │
  19.        └────────┬───────┘
  20.                 ▼
  21.          ┌─────────────┐
  22.          │    anyOf    │
  23.          └─────────────┘
  24.                 │
  25.                 ▼
  26.          ┌─────────────┐
  27.          │Display Price│
  28.          └─────────────┘

除了anyOf()可以实现“任意个CompletableFuture只要一个成功”，allOf()可以实现“所有CompletableFuture都必须成功”，这些组合操作可以实现非常复杂的异步流程控制。

最后我们注意CompletableFuture的命名规则：

  • xxx()：表示该方法将继续在已有的线程中执行；
  • xxxAsync()：表示将异步在线程池中执行。

练习

从使用CompletableFuture - 图4下载练习：使用CompletableFuture （推荐使用IDE练习插件快速下载）

小结

CompletableFuture可以指定异步处理流程：

  • thenAccept()处理正常结果；
  • exceptional()处理异常结果；
  • thenApplyAsync()用于串行化另一个CompletableFuture；
  • anyOf()和allOf()用于并行化多个CompletableFuture。

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使用CompletableFuture - 图5