JUC高级一: CompletableFuture
迪丽瓦拉
2024-06-01 13:47:49
0

JUC高级: CompletableFuture

1. 线程基础知识复习

1.1 JUC四大口诀

  • 高内聚低耦合前提下,封装思想

    线程—>操作---->资源类

  • 判断、干活、通知

  • 防止虚假唤醒,wait方法要注意使用while判断

  • 注意标志位flag,可能是volatile的

1.2 为什么多线程及其重要?

摩尔定律:

它是由英特尔创始人之一Gordon Moore(戈登·摩尔)提出来的。其内容为:
当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

  1. 硬件方面

    • 摩尔定律失效
      • 可是从2003年开始CPU主频已经不再翻倍,而是采用多核而不是更快的主频。
      • 在主频不再提高且核数在不断增加的情况下,要想让程序更快就要用到并行或并发编程
  2. 软件方面

    • 充分利用多核处理器
    • 提高程序性能,高并发系统
    • 提高程序吞吐量,异步+回调等生产需求
  3. 弊端及问题

    • 线程安全问题
      • i++
      • 集合类安全问题
    • 线程锁问题
    • 线程性能问题

1.3 start一个线程原理

OpenJDK官网网址

OpenJDK8源码下载地址

  1. java 线程理解及openjdk中的实现

    • 源码中我们调用一个线程的start方法实质上是调用start0方法

      image-20230306212846195

    • 而start0是native方法

      image-20230306212948636

    • Java语言本身底层就是C++语言

java线程是通过start的方法启动执行的,主要内容在native方法start0中,
Openjdk的写JNI一般是一一对应的,Thread.java对应的就是Thread.c

  1. C++底层源码解读

    • openjdk8\jdk\src\share\native\java\lang thread.c

      • start0其实就是JVM_StartThread。此时查看源代码可以看到在jvm.h中找到了声明,jvm.cpp中的JVM_StartThread实现。

        image-20230306214112179

    • openjdk8\hotspot\src\share\vm\prims jvm.cpp

      • JVM_StartThread方法本质上就是调用了JVM中的start方法

      image-20230306214213594

      image-20230306214237433

    • openjdk8\hotspot\src\share\vm\runtime thread.cpp

      • JVM中的start方法本质上就是C++调用操作系统的创建一个线程

        image-20230306214636728

总结: java中调用start本质上就是调用的start0本地方法,而本地方法是C++通过调用操作系统创建线程

1.4 Java多线程相关概念

  1. 进程

    是程序的⼀次执⾏,是系统进⾏资源分配和调度的独⽴单位,每⼀个进程都有它⾃⼰的内存空间和系统资源

  2. 线程

    线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。 它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。

  3. 管程

    Monitor(监视器),也就是我们平时所说的锁

    Monitor其实是一种同步机制,他的义务是保证(同一时间)只有一个线程可以访问被保护的数据和代码。

1.5 用户线程和守护线程

Java线程分为用户线程和守护线程,线程的daemon属性为true表示是守护线程,false表示是用户线程

  • 守护线程
    • 是一种特殊的线程,在后台默默地完成一些系统性的服务,比如垃圾回收线程
  • 用户线程
    • 是系统的工作线程,它会完成这个程序需要完成的业务操作

注意事项:

  • 设置守护线程,需要在start()方法之前进行

  • 当程序中所有用户线程执行完毕之后,不管守护线程是否结束,系统都会自动退出

    • 如果用户线程全部结束了,意味着程序需要完成的业务操作已经结束了,系统可以退出
      了。所以当系统只剩下守护进程的时候,java虚拟机会自动退出

示例代码

public class DaemonDemo
{
public static void main(String[] args)
{Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 开始运行,"+(Thread.currentThread().isDaemon() ? "守护线程":"用户线程"));while (true) {}}, "t1");//线程的daemon属性为true表示是守护线程,false表示是用户线程t1.setDaemon(true);t1.start();//3秒钟后主线程再运行try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println("----------main线程运行完毕");
}
}

2. CompleteableFuture进化历史

2.0 并发最主要三要素多线程,异步任务,返回值

2.1 Future为什么出现

2.1.1 Future 接口

Future接口定义了操作异步任务执行一些方法,如获取异步任务的执行结果、取消任务的执行、判断任务是否被取消、判断任务执行是否完毕等。

Future 接口内部方法:

image-20230310130711756

2.1.2 Callable接口

Callable接口中定义了需要有返回的任务需要实现的方法。

image-20230310131211337

Future出现的原因:

目的:让主线程开一个分支任务,专门为主线程处理耗时和费力的复杂业务.

Future可以开启异步任务而callable接口可以开启新线程并且拿到返回值,

两者结合即可达到目的

2.2 Future接口常用实现类FutureTask异步任务

2.2.1 FutureTask相关架构

image-20230310132614187

2.2.2 FutureTask对Callable的特殊支持

从2.2.1FutureTask的架构图中可以看出FutureTask是对Runnable支持的,但是使用Runnable创建的任务是不会有返回值的.但是我们打开FutureTask的源码发现FutureTask的构造方法是对Callable接口进行支持(有返回值、可抛出异常),那么我们返回值的目的也就达到了

image-20230310134656602

2.2.3 FutureTask基础使用(创建线程)

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class FutureTaskDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {FutureTask futureTask = new FutureTask<>(new MyThread());Thread t1 = new Thread(futureTask, "t1");t1.start();System.out.println(futureTask.get());}}
class MyThread implements Callable {@Overridepublic Object call() throws Exception {System.out.println("进入callable子线程");return "hello callable";}
}

执行结果:

image-20230310135819355

2.2.4 FutureTask结合线程池

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.*;public class FutureTaskDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);long s = System.currentTimeMillis();FutureTask task1 = new FutureTask<>(() -> {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return "task1 over";});FutureTask task2 = new FutureTask<>(() -> {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return "task2 over";});FutureTask task3 = new FutureTask<>(() -> {try {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return "task3 over";});fixedThreadPool.submit(task1);fixedThreadPool.submit(task2);fixedThreadPool.submit(task3);System.out.println(task1.get());System.out.println(task2.get());System.out.println(task3.get());long e = System.currentTimeMillis();System.out.println("执行时间:"+(e-s));fixedThreadPool.shutdown();}}

执行结果:

image-20230311105224762

结论:future+线程池异步多线程任务配合,能显著提高程序的执行效率。

2.2.5 FutureTask 的缺点(为什么会使用CompleteableFuture)

2.2.5.1 get方法的阻塞

正常情况下:我们的get方法放在主线程执行之后是没有任何问题的

image-20230311105813084

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;public class FutureAPIDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {FutureTask futureTask = new FutureTask<>(() ->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t...come in");TimeUnit.SECONDS.sleep(5);return "task over";});Thread t1 = new Thread(futureTask,"t1");t1.start();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"/t...忙其他任务了");System.out.println(futureTask.get()); //git方法等待}
}

get方法过时不候.,超过等待时间没有拿到结果直接抛出异常

优点:假如我不愿意等待很长时间,我希望过时不候,可以自动离开

缺点:如果写多了抛出大量异常不优雅,但也可以用

可以通过捕获异常的方式做其他业务处理

image-20230311112555193

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;public class FutureAPIDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {FutureTask futureTask = new FutureTask<>(() ->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t...come in");TimeUnit.SECONDS.sleep(5);return "task over";});Thread t1 = new Thread(futureTask,"t1");t1.start();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"/t...忙其他任务了");
//        System.out.println(futureTask.get()); //get方法等待System.out.println(futureTask.get(3,TimeUnit.SECONDS));//get方法过时不候}/***1 get容易导致阻塞,一般建议放在程序后面,一旦调用不见不散,非要等到结果才会离开,不管你是否计算完成,容易程序堵塞。*2 假如我不愿意等待很长时间,我希望过时不候,可以自动离开.*/
}

当我们在主线程做其他事情之前调用get方法,那么主线程会被阻塞,主线程会一直等到子线程任务执行完毕,get方法拿到返回值为止,那么这样和单线程没有任何区别甚至更慢

综上注意事项:

一旦调用get()方法,不管是否计算完成,都会导致程序阻塞,所以get()方法的位置一般放在程序最后

image-20230311110743847

2.2.5.2 isDone()轮询

缺点:轮询的方式会耗费无谓的CPU资源,而且也不见得能及时地得到计算结果.

如果想要异步获取结果,通常都会以轮询的方式去获取结果尽量不要阻塞

利用if(futureTask.isDone())的方式使得FutureTask在结束之后才get(),但是也会消耗cpu

通过sleep降低查询的频率,减少cpu的消耗

image-20230311113812964

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;public class FutureAPIDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {FutureTask futureTask = new FutureTask<>(() ->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t...come in");TimeUnit.SECONDS.sleep(5);return "task over";});Thread t1 = new Thread(futureTask,"t1");t1.start();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"/t...忙其他任务了");while(true){if(futureTask.isDone()){System.out.println(futureTask.get());break;}else{//暂停毫秒try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println("正在处理中,不要再催了,越催越慢 ,再催熄火");}}}
}

2.2.6 FutureTask总结

  • Future对于结果的获取不是很友好,只能通过阻塞或轮询的方式得到任务的结果。
  • 对于简单的业务场景使用Future完全可以.但最好使用轮询方式

Future优化思路(完成一些复杂的任务)

  • 回调通知

    • Future任务完成了可以告诉我们,也就是我们的回调通知
  • 创建异步任务 :Future+线程池配合

  • 多个任务前后依赖可以组合处理

    • 想将多个异步任务的计算结果组合起来,后一个异步任务的计算结果需要前一个异步任务的值
    • 将两个或多个异步计算合成一个异步计算,这几个异步计算相互独立,同时后面这个又依赖前一个处理的结果
  • 对计算速度选最快

    • 当Future集合中某个任务最快结束时,返回结果,返回第一名处理结果
  • 更完备的任务控制

    • 仅仅靠Future的这些方法是无法完成复杂操作的

      image-20230310130711756

2.3 CompletableFuture闪亮登场

  • get()方法在Future计算完成之前会一直处在阻塞状态下,isDone()方法容易耗费CPU资源.
  • 对于真正的异步处理我们希望是可以通过传入回调函数,在Futrue结束时自动调用该回调函数,这样,我们就不用等待结果.
  • 阻塞的方式和异步编程的涉及理念相违背,而轮询的方式会耗费无谓的CPU资源,因此,JDK8设计出CompletableFuture.
  • CompletableFuture提供了一种观察者模式类的机制,可以让任务执行完成后通知监听的一方.
  • 在Java 8中, 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, 并且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, 也提供了转换和组合CompletableFuture的方法
  • 它可能代表一个明确完成的Future, 也有可能代表一个完成阶段(CompletionStage) , 它支持在计算完成以后触发一些函数或执行某些动作。

结构图:

image-20230311120424758

public class CompletableFuture implements Future, CompletionStage {}

2.3.1 CompletionStage

  • CompletionStage代表异步计算过程中的某一个阶段,一个阶段完成以后可能会触发另外一个阶段.
  • 一个阶段的计算执行可以是一个Function,Consumer或者Runnable,比如:stage.thenApply(x - >square(x)).thenAccept(x -> System.out.print(x)).thenRun(() -> System.out.println())
  • 一个阶段的执行可能是被单个阶段的完成触发,也可能是由多个阶段一起触发.
  • 代表异步计算过程中的某一个阶段,一个阶段完成以后可能会触发另外一个阶段,有些类似Linux系统的管道分隔符传参数.

2.3.2 CompletableFuture核心的四个静态方法

image-20230311122230326

以上方法中Executor executor参数说明:

  • 带Executor的方法,直接使用默认的ForkJoinPool.commonPool()作为它的线程池执行异步代码.
  • 带Executor的方法,使用我们自定义的线程池

为什么使用静态方法来创建CompletableFuture,而不使用new CompletableFuture的方式呢?

官方提供了构造方法,但是在API中说明是不完备的,这个构造方法只是从语法上合规

image-20230311121532176

2.3.2.1 runAsync无返回值

带Executor executor参数的都是可以使用自定义线程池的

public static CompletableFuture runAsync(Runnable runnable)
public static CompletableFuture runAsync(Runnable runnable,Executor executor)

代码实例:

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;import static java.util.concurrent.TimeUnit.*;public class CompletableFutureBuildDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {CompletableFuture completableFuture= CompletableFuture.runAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName());//停顿几秒线程try {SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});System.out.println(completableFuture.get());}
}

执行结果:

image-20230311122717970

2.3.2.2 supplyAsync有返回值

带Executor executor参数的都是可以使用自定义线程池的

public static  CompletableFuture supplyAsync(Supplier supplier)
public static  CompletableFuture supplyAsync(Supplier supplier,Executor executor)

代码实例:

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureBuildDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);//加入线程池CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{System.out.println(Thread.currentThread().getName());try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "helllo supplyasync";});System.out.println(completableFuture.get());}
}

执行结果:

image-20230311123121519

2.3.3 CompletableFuture通用演示

注意:默认线程池ForkJoin会在主线程执行完成时关闭,如果有任务正在使用该线程池那么可能不会出结果

image-20230311124545311

CompletableFuture完成与Future相同的功能

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class CompletableFutureUseDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {future1();}private static void future1() throws ExecutionException, InterruptedException {CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...come in");int result = ThreadLocalRandom.current().nextInt(10);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("1秒钟后出结果:" + result);return result;});System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程先去忙其他任务!");System.out.println(completableFuture.get());}
}

执行结果:和FutureTask一致

image-20230311123842399

CompletableFuture通用演示

package site.zhourui.juc;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureUseDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {//自定义线程池ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);try {CompletableFuture.supplyAsync(() ->{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"...come in");int result = ThreadLocalRandom.current().nextInt(10);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("1秒钟后出结果:"+result);if(result > 5){int i = 10/0; //制造异常}return result;},threadPool).whenComplete((v,e) ->{ //v表示result,e表示异常,CompletableFuture通过whenComplete来减少阻塞和轮询(自动回调)if(e == null){//判断有没有异常System.out.println("计算完成,更新系统update value:"+v);}}).exceptionally(e ->{e.printStackTrace();System.out.println("异常情况:"+e.getCause()+"\t"+e.getMessage());return null;});System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程先去忙其它任务");}catch (Exception e){e.printStackTrace();}finally {//关闭线程池threadPool.shutdown();}}
}

正常执行结果:

image-20230311131101181

异常执行结果:

image-20230311131157947

CompletableFuture优点总结:

  • 异步任务结束时,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,异步任务之间可以顺序执行
  • 异步任务出错时,会自动回调某个对象的方法

2.3.4 函数式接口串讲

函数式接口定义:

任何接口,如果只包含唯一一个抽象方法,那么它就是一个函数式接口.对于函数式接口,我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象.

更准确的来说接口定义时带有@FunctionalInterface注解的都是函数式接口

2.3.4.1 常见的函数式接口
函数式接口名称方法名称参数返回值
Runnablerun无参数无返回值
Functionapply1个参数有返回值
Consumeaccept1个参数无返回值
Supplierget没有参数有返回值
Biconsumeraccept2个参数无返回值
  • Biconsumer(Bi是英语词根代表两个的意思,我们要传入两个参数,在上面的案例中是v和e)
2.3.4.2 链式调用写法

@Accessors(chain = true)开启链式编程,需要lombok

public class Chain {public static void main(String[] args) {//-------------------老式写法------------
//        Student student = new Student();
//        student.setId(1);
//        student.setMajor("cs");
//        student.setName("小卡");new Student().setId(1).setName("大卡").setMajor("cs");} 
}@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Data
@Accessors(chain = true)//开启链式编程
class Student{private int id;private String name;private String major;
}
2.3.4.3 join和get对比

功能几乎一样,区别在于编码时是否需要抛出异常

  • get()方法会在编译期间会做异常的检查,因此需要抛出异常或者做异常处理
  • join()方法不会在编译期间会做异常的检查
public class Chain {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {//抛出异常CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {return "hello 12345";});System.out.println(completableFuture.get());}}public class Chain {public static void main(String[] args)  {//抛出异常CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {return "hello 12345";});System.out.println(completableFuture.join());}
}

2.4 CompletableFuture电商比价案例

实战精讲-比价网站case:
1 需求说明
1.1 同一款产品,同时搜索出同款产品在各大电商平台的售价;
1.2 同一款产品,同时搜索出本产品在同一个电商平台下,各个入驻卖家售价是多少2 输出返回:
出来结果希望是同款产品的在不同地方的价格清单列表, 返回一个List
《mysql》in jd price is 88.05
《mysql》in dang dang price is 86.11
《mysql》in tao bao price is 90.433 解决方案,比对同一个商品在各个平台上的价格,要求获得一个清单列表
1   stepbystep   , 按部就班, 查完京东查淘宝, 查完淘宝查天猫......
2   all in       ,万箭齐发,一口气多线程异步任务同时查询。。。
package site.zhourui.juc;import lombok.Getter;import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.stream.Collectors;class CompletableFutureNetMallDemo
{static List list = Arrays.asList(new NetMall("jd"),new NetMall("pdd"),new NetMall("taobao"),new NetMall("dangdangwang"),new NetMall("tmall"));//同步 ,step by step/*** List  ---->   List* @param list* @param productName* @return*/public static List getPriceByStep(List list,String productName){return list.stream().map(netMall -> String.format(productName + " in %s price is %.2f", netMall.getMallName(), netMall.calcPrice(productName))).collect(Collectors.toList());}//异步 ,多箭齐发/*** List  ---->List> --->   List* @param list* @param productName* @return*/public static List getPriceByASync(List list,String productName){return list.stream().map(netMall -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> String.format(productName + " is %s price is %.2f", netMall.getMallName(), netMall.calcPrice(productName)))).collect(Collectors.toList()).stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList());}public static void main(String[] args){long startTime = System.currentTimeMillis();List list1 = getPriceByStep(list, "mysql");for (String element : list1) {System.out.println(element);}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("----costTime: "+(endTime - startTime) +" 毫秒");System.out.println();long startTime2 = System.currentTimeMillis();List list2 = getPriceByASync(list, "mysql");for (String element : list2) {System.out.println(element);}long endTime2 = System.currentTimeMillis();System.out.println("----costTime: "+(endTime2 - startTime2) +" 毫秒");}
}class NetMall
{@Getterprivate String mallName;public NetMall(String mallName){this.mallName = mallName;}public double calcPrice(String productName){//检索需要1秒钟try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return ThreadLocalRandom.current().nextDouble() * 2 + productName.charAt(0);}
}

执行结果:

image-20230311134426286

3. CompletableFuture常用方法

image-20230311135102639

3.1 获得结果和触发计算

3.1.1 getNow

get之前介绍过了,这里介绍getNow

getNow相当于备用方案如果此时异步任务还没执行完成就使用getNow设置的默认值,如果完成了就是用任务返回值

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureAPIDemo
{public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException{ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 20, 1L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(50), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {//暂停几秒钟线程//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return 1;},threadPoolExecutor);//System.out.println(future.get());//System.out.println(future.get(2L,TimeUnit.SECONDS));//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println(future.getNow(9999));threadPoolExecutor.shutdown();}
}

image-20230311140516943

3.1.2 complete主动触发计算

当调用CompletableFuture.get()被阻塞的时候,complete方法就是结束阻塞并get()获取设置的complete里面的值.

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureAPIDemo
{public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException{ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 20, 1L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(50), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {//暂停几秒钟线程//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return 1;},threadPoolExecutor);//System.out.println(future.get());//System.out.println(future.get(2L,TimeUnit.SECONDS));//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
//        System.out.println(future.getNow(9999));System.out.println(future.complete(-44)+"\t"+future.get());threadPoolExecutor.shutdown();}
}

3.2 对计算结果进行处理

总结:

thenApply 和handle都是将线程船型化

但是thenApply 报异常后,之后的线程无法继续执行

handle 报异常后,之后的线程可以继续执行

thenApply 带一个参数即返回值,handle带两个参数多带一个异常

3.2.1 thenApply

出错了不会继续执行

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureBuildDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{//当一个线程依赖另一个线程时用 thenApply 方法来把这两个线程串行化,CompletableFuture.supplyAsync(() -> {//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println("111");return 1024;}).thenApply(f -> {System.out.println("222");return f + 1;}).thenApply(f -> {int age = 10/0; // 异常情况:那步出错就停在那步。System.out.println("333");return f + 1;}).whenCompleteAsync((v,e) -> {System.out.println("*****v: "+v);}).exceptionally(e -> {e.printStackTrace();return null;});System.out.println("-----主线程结束,END");// 主线程不要立刻结束,否则CompletableFuture默认使用的线程池会立刻关闭:try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }}
}

image-20230311142241342

3.2.2 handle

出错了还是会继续执行

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureBuildDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{//当一个线程依赖另一个线程时用 handle 方法来把这两个线程串行化,// 异常情况:有异常也可以往下一步走,根据带的异常参数可以进一步处理CompletableFuture.supplyAsync(() -> {//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println("111");return 1024;}).handle((f,e) -> {int age = 10/0;System.out.println("222");return f + 1;}).handle((f,e) -> {System.out.println("333");return f + 1;}).whenCompleteAsync((v,e) -> {System.out.println("*****v: "+v);}).exceptionally(e -> {e.printStackTrace();return null;});System.out.println("-----主线程结束,END");// 主线程不要立刻结束,否则CompletableFuture默认使用的线程池会立刻关闭:try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }}
}

image-20230311142417454

3.3 对计算结果进行消费

接收任务的处理结果,并消费处理,无返回结果

3.3.1 thenAccept

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureBuildDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{CompletableFuture.supplyAsync(() -> {return 1;}).thenApply(f -> {return f + 2;}).thenApply(f -> {return f + 3;}).thenApply(f -> {return f + 4;}).thenAccept(r -> System.out.println(r));}
}

image-20230311143143903

3.3.2 Code之任务之间的顺序执行

thenRun相当于不需要结果也不会返回值

image-20230311143655866

3.4 对计算速度进行选用

谁快用谁

3.4.1 applyToEither

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureBuildDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{CompletableFuture completableFuture1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in ");//暂停几秒钟线程try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return 10;});CompletableFuture completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in ");try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }return 20;});CompletableFuture thenCombineResult = completableFuture1.applyToEither(completableFuture2,f -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in ");return f + 1;});System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + thenCombineResult.get());}
}

image-20230311143945373

3.5 对计算结果进行合并

  • 两个CompletionStage任务都完成后,最终能把两个任务的结果一起交给thenCombine 来处理
  • 先完成的先等着,等待其它分支任务

3.5.1 thenCombine

package site.zhourui.juc.cf;import java.util.concurrent.*;public class CompletableFutureBuildDemo2 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{CompletableFuture thenCombineResult = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in 1");return 10;}).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in 2");return 20;}), (x,y) -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in 3");return x + y;}).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in 4");return 30;}),(a,b) -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "---come in 5");return a + b;});System.out.println("-----主线程结束,END");System.out.println(thenCombineResult.get());// 主线程不要立刻结束,否则CompletableFuture默认使用的线程池会立刻关闭:try { TimeUnit.SECONDS.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }}
}

image-20230311144351014

相关内容