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. anyOf
  8. └─────────────┘
  9. ┌───────┴────────┐
  10. ┌─────────────┐ ┌─────────────┐
  11. Query Price Query Price
  12. from sina from 163
  13. └─────────────┘ └─────────────┘
  14. └────────┬───────┘
  15. ┌─────────────┐
  16. anyOf
  17. └─────────────┘
  18. ┌─────────────┐
  19. Display Price
  20. └─────────────┘

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

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()allOf()用于并行化多个CompletableFuture

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使用CompletableFuture - 图4使用CompletableFuture - 图5