일부 비즈니스 시나리오에서는 작업 실행 속도를 높이기 위해 다중 스레드를 사용하여 작업을 비동기적으로 실행해야 합니다.
JDK5는 비동기 계산 결과를 설명하는 데 사용되는 새로운 Future 인터페이스를 추가합니다.
Future 및 관련 사용 방법은 작업을 비동기적으로 실행할 수 있는 기능을 제공하지만 결과를 얻는 것은 매우 불편합니다. Future.get()을 사용하여 호출 스레드를 차단하거나 폴링을 사용하여 작업이 Future.isDone인지 확인해야 합니다. 끝났으니 결과를 받아보세요.
두 가지 처리 방법 모두 그다지 우아하지 않습니다.
@Test public void testFuture() throws ExecutionException, InterruptedException { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); Future<String> future = executorService.submit(() -> { Thread.sleep(2000); return "hello"; }); System.out.println(future.get()); System.out.println("end"); }
동시에 Future는 여러 비동기 작업이 서로 의존해야 하는 시나리오를 해결할 수 없습니다. 스레드는 하위 스레드 작업이 완료될 때까지 기다려야 합니다. 이때 "CountDownLatch"를 생각할 수 있습니다. 예, 코드는 다음과 같습니다.
여기서 두 개의 Future가 정의됩니다. 첫 번째는 사용자 ID를 통해 사용자 정보를 얻고, 두 번째는 제품 ID를 통해 제품 정보를 얻습니다.
@Test public void testCountDownLatch() throws InterruptedException, ExecutionException { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); CountDownLatch downLatch = new CountDownLatch(2); long startTime = System.currentTimeMillis(); Future<String> userFuture = executorService.submit(() -> { //模拟查询商品耗时500毫秒 Thread.sleep(500); downLatch.countDown(); return "用户A"; }); Future<String> goodsFuture = executorService.submit(() -> { //模拟查询商品耗时500毫秒 Thread.sleep(400); downLatch.countDown(); return "商品A"; }); downLatch.await(); //模拟主程序耗时时间 Thread.sleep(600); System.out.println("获取用户信息:" + userFuture.get()); System.out.println("获取商品信息:" + goodsFuture.get()); System.out.println("总共用时" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms"); }
「실행 결과」
사용자 정보 가져오기: 사용자 A
상품 정보 가져오기: 제품 A
총 시간은 1110ms
실행 결과를 보면 결과가 나온 것을 알 수 있고, 비동기 작업을 사용하지 않으면 실행 시간은 500+400+600 = 1500이어야 합니다. 비동기 작업을 사용한 후에는 실제로 1110만 사용됩니다.
하지만 Java8 이후에는 이것이 더 이상 우아한 솔루션이라고 생각하지 않습니다. 다음으로 CompletableFuture의 사용에 대해 알아 보겠습니다.
@Test public void testCompletableInfo() throws InterruptedException, ExecutionException { long startTime = System.currentTimeMillis(); //调用用户服务获取用户基本信息 CompletableFuture<String> userFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> //模拟查询商品耗时500毫秒 { try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "用户A"; }); //调用商品服务获取商品基本信息 CompletableFuture<String> goodsFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> //模拟查询商品耗时500毫秒 { try { Thread.sleep(400); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "商品A"; }); System.out.println("获取用户信息:" + userFuture.get()); System.out.println("获取商品信息:" + goodsFuture.get()); //模拟主程序耗时时间 Thread.sleep(600); System.out.println("总共用时" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms"); }
실행 결과
사용자 정보 가져오기: 사용자 A
제품 정보 가져오기: 제품 A
총 시간은 1112ms
CompletableFuture를 통해 쉽게 CountDownLatch 기능을 구현할 수 있으며, 당신은 이것이 끝이라고 생각합니다. 그보다 훨씬 더 CompletableFuture는 이것보다 훨씬 낫습니다.
예를 들어, 태스크 1이 실행된 후 태스크 2가 실행되거나 태스크 1의 실행 결과도 태스크 2의 입력 매개변수 및 기타 강력한 기능으로 사용될 수 있습니다. CompletableFuture의 API를 배워보겠습니다. .
CompletableFuture 소스 코드에는 비동기 작업을 수행하는 4가지 정적 메서드가 있습니다.
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier){..} public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier,Executor executor){..} public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable){..} public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable,Executor executor){..}
일반적으로 우리는 CompletableFuture를 생성하기 위해 위의 정적 메서드를 사용합니다. 차이점은 다음과 같습니다.
"supplyAsync" 작업을 실행하고 반환 값을 지원합니다.
「runAsync」는 작업을 실행하며 반환 값이 없습니다.
3.1.1, "supplyAsync method"
//使用默认内置线程池ForkJoinPool.commonPool(),根据supplier构建执行任务 public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier) //自定义线程,根据supplier构建执行任务 public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)
3.1.2, "runAsync method"
//使用默认内置线程池ForkJoinPool.commonPool(),根据runnable构建执行任务 public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) //自定义线程,根据runnable构建执行任务 public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
CompltableFuture 클래스는 결과를 얻는 4가지 방법을 제공합니다
//方式一 public T get() //方式二 public T get(long timeout, TimeUnit unit) //方式三 public T getNow(T valueIfAbsent) //方式四 public T join()
설명:
「get() 및 get(long timeout, TimeUnit 단위)」 => 미래에는 이미 제공됩니다. 후자는 지정된 시간 내에 결과를 얻지 못하면 Timeout 예외가 발생합니다.
「getNow」 => 결과 계산이 완료되면 결과를 반환하거나, 계산이 완료되지 않은 경우에는 예외를 반환합니다. valueIfAbsent 값이 반환됩니다
"join" => 메서드에서 예외가 발생하지 않습니다
예
: 示例
:
@Test public void testCompletableGet() throws InterruptedException, ExecutionException { CompletableFuture<String> cp1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "商品A"; }); // getNow方法测试 System.out.println(cp1.getNow("商品B")); //join方法测试 CompletableFuture<Integer> cp2 = CompletableFuture.supplyAsync((() -> 1 / 0)); System.out.println(cp2.join()); System.out.println("-----------------------------------------------------"); //get方法测试 CompletableFuture<Integer> cp3 = CompletableFuture.supplyAsync((() -> 1 / 0)); System.out.println(cp3.get()); }
「运行结果」:
第一个执行结果为 「商品B」,因为要先睡上1秒结果不能立即获取
join方法获取结果方法里不会抛异常,但是执行结果会抛异常,抛出的异常为CompletionException
get方法获取结果方法里将抛出异常,执行结果抛出的异常为ExecutionException
通俗点讲就是,「做完第一个任务后,再做第二个任务,第二个任务也没有返回值」。
示例
@Test public void testCompletableThenRunAsync() throws InterruptedException, ExecutionException { long startTime = System.currentTimeMillis(); CompletableFuture<Void> cp1 = CompletableFuture.runAsync(() -> { try { //执行任务A Thread.sleep(600); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); CompletableFuture<Void> cp2 = cp1.thenRun(() -> { try { //执行任务B Thread.sleep(400); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); // get方法测试 System.out.println(cp2.get()); //模拟主程序耗时时间 Thread.sleep(600); System.out.println("总共用时" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms"); } //运行结果 /** * null * 总共用时1610ms */
「thenRun 和thenRunAsync有什么区别呢?」
如果你执行第一个任务的时候,传入了一个自定义线程池:
调用thenRun方法执行第二个任务时,则第二个任务和第一个任务是共用同一个线程池。
调用thenRunAsync执行第二个任务时,则第一个任务使用的是你自己传入的线程池,第二个任务使用的是ForkJoin线程池。
说明
: 后面介绍的thenAccept和thenAcceptAsync,thenApply和thenApplyAsync等,它们之间的区别也是这个。
第一个任务执行完成后,执行第二个回调方法任务,会将该任务的执行结果,作为入参,传递到回调方法中,但是回调方法是没有返回值的。
示例
@Test public void testCompletableThenAccept() throws ExecutionException, InterruptedException { long startTime = System.currentTimeMillis(); CompletableFuture<String> cp1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { return "dev"; }); CompletableFuture<Void> cp2 = cp1.thenAccept((a) -> { System.out.println("上一个任务的返回结果为: " + a); }); cp2.get(); }
@Test public void testCompletableThenApply() throws ExecutionException, InterruptedException { CompletableFuture<String> cp1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { return "dev"; }).thenApply((a) -> { if (Objects.equals(a, "dev")) { return "dev"; } return "prod"; }); System.out.println("当前环境为:" + cp1.get()); //输出: 当前环境为:dev }
설명
: thenAccept와 thenAcceptAsync, 나중에 소개하는 thenApply와 thenApplyAsync의 차이점도 이렇습니다. 🎜🎜4.2, thenAccept/thenAcceptAsync🎜🎜첫 번째 작업 실행이 완료된 후 두 번째 콜백 메서드 작업이 실행됩니다. 🎜작업 실행 결과는 입력 매개변수🎜로 콜백 메서드에 전달되지만 콜백은 메소드가 반환 값이 아닙니다. 🎜🎜예
🎜@Test public void testCompletableThenAccept() throws ExecutionException, InterruptedException { long startTime = System.currentTimeMillis(); CompletableFuture<String> cp1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { return "dev"; }); CompletableFuture<Void> cp2 = cp1.thenAccept((a) -> { System.out.println("上一个任务的返回结果为: " + a); }); cp2.get(); }
表示第一个任务执行完成后,执行第二个回调方法任务,会将该任务的执行结果,作为入参,传递到回调方法中,并且回调方法是有返回值的。
示例
@Test public void testCompletableThenApply() throws ExecutionException, InterruptedException { CompletableFuture<String> cp1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { return "dev"; }).thenApply((a) -> { if (Objects.equals(a, "dev")) { return "dev"; } return "prod"; }); System.out.println("当前环境为:" + cp1.get()); //输出: 当前环境为:dev }
当CompletableFuture的任务不论是正常完成还是出现异常它都会调用「whenComplete」这回调函数。
「正常完成」:whenComplete返回结果和上级任务一致,异常为null;
「出现异常」:whenComplete返回结果为null,异常为上级任务的异常;
即调用get()时,正常完成时就获取到结果,出现异常时就会抛出异常,需要你处理该异常。
下面来看看示例
@Test public void testCompletableWhenComplete() throws ExecutionException, InterruptedException { CompletableFuture<Double> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { if (Math.random() < 0.5) { throw new RuntimeException("出错了"); } System.out.println("正常结束"); return 0.11; }).whenComplete((aDouble, throwable) -> { if (aDouble == null) { System.out.println("whenComplete aDouble is null"); } else { System.out.println("whenComplete aDouble is " + aDouble); } if (throwable == null) { System.out.println("whenComplete throwable is null"); } else { System.out.println("whenComplete throwable is " + throwable.getMessage()); } }); System.out.println("最终返回的结果 = " + future.get()); }
正常完成,没有异常时:
正常结束
whenComplete aDouble is 0.11
whenComplete throwable is null
最终返回的结果 = 0.11
出现异常时:get()会抛出异常
whenComplete aDouble is null
whenComplete throwable is java.lang.RuntimeException: 出错了
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.RuntimeException: 出错了
at java.util.concurrent.CompletableFuture.reportGet(CompletableFuture.java:357)
at java.util.concurrent.CompletableFuture.get(CompletableFuture.java:1895)
@Test public void testWhenCompleteExceptionally() throws ExecutionException, InterruptedException { CompletableFuture<Double> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { if (Math.random() < 0.5) { throw new RuntimeException("出错了"); } System.out.println("正常结束"); return 0.11; }).whenComplete((aDouble, throwable) -> { if (aDouble == null) { System.out.println("whenComplete aDouble is null"); } else { System.out.println("whenComplete aDouble is " + aDouble); } if (throwable == null) { System.out.println("whenComplete throwable is null"); } else { System.out.println("whenComplete throwable is " + throwable.getMessage()); } }).exceptionally((throwable) -> { System.out.println("exceptionally中异常:" + throwable.getMessage()); return 0.0; }); System.out.println("最终返回的结果 = " + future.get()); }
当出现异常时,exceptionally中会捕获该异常,给出默认返回值0.0。
whenComplete aDouble is null
whenComplete throwable is java.lang.RuntimeException: 出错了
exceptionally中异常:java.lang.RuntimeException: 出错了
最终返回的结果 = 0.0
thenCombine / thenAcceptBoth / runAfterBoth都表示:「当任务一和任务二都完成再执行任务三」。
区别在于:
「runAfterBoth」 不会把执行结果当做方法入参,且没有返回值
「thenAcceptBoth」: 会将两个任务的执行结果作为方法入参,传递到指定方法中,且无返回值
「thenCombine」:会将两个任务的执行结果作为方法入参,传递到指定方法中,且有返回值
示例
@Test public void testCompletableThenCombine() throws ExecutionException, InterruptedException { //创建线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); //开启异步任务1 CompletableFuture<Integer> task = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务1,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 1; System.out.println("异步任务1结束"); return result; }, executorService); //开启异步任务2 CompletableFuture<Integer> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务2,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 1; System.out.println("异步任务2结束"); return result; }, executorService); //任务组合 CompletableFuture<Integer> task3 = task.thenCombineAsync(task2, (f1, f2) -> { System.out.println("执行任务3,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); System.out.println("任务1返回值:" + f1); System.out.println("任务2返回值:" + f2); return f1 + f2; }, executorService); Integer res = task3.get(); System.out.println("最终结果:" + res); }
「运行结果」
异步任务1,当前线程是:17
异步任务1结束
异步任务2,当前线程是:18
异步任务2结束
执行任务3,当前线程是:19
任务1返回值:2
任务2返回值:2
最终结果:4
applyToEither / acceptEither / runAfterEither 都表示:「两个任务,只要有一个任务完成,就执行任务三」。
区别在于:
「runAfterEither」:不会把执行结果当做方法入参,且没有返回值
「acceptEither」: 会将已经执行完成的任务,作为方法入参,传递到指定方法中,且无返回值
「applyToEither」:会将已经执行完成的任务,作为方法入参,传递到指定方法中,且有返回值
示例
@Test public void testCompletableEitherAsync() { //创建线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); //开启异步任务1 CompletableFuture<Integer> task = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务1,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 1; System.out.println("异步任务1结束"); return result; }, executorService); //开启异步任务2 CompletableFuture<Integer> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务2,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 2; try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("异步任务2结束"); return result; }, executorService); //任务组合 task.acceptEitherAsync(task2, (res) -> { System.out.println("执行任务3,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); System.out.println("上一个任务的结果为:" + res); }, executorService); }
运行结果
//通过结果可以看出,异步任务2都没有执行结束,任务3获取的也是1的执行结果
异步任务1,当前线程是:17
异步任务1结束
异步任务2,当前线程是:18
执行任务3,当前线程是:19
上一个任务的结果为:2
注意
如果把上面的核心线程数改为1也就是
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
运行结果就是下面的了,会发现根本没有执行任务3,显然是任务3直接被丢弃了。
异步任务1,当前线程是:17
异步任务1结束
异步任务2,当前线程是:17
「allOf」:等待所有任务完成
「anyOf」:只要有一个任务完成
示例
allOf:等待所有任务完成
@Test public void testCompletableAallOf() throws ExecutionException, InterruptedException { //创建线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); //开启异步任务1 CompletableFuture<Integer> task = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务1,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 1; System.out.println("异步任务1结束"); return result; }, executorService); //开启异步任务2 CompletableFuture<Integer> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务2,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 2; try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("异步任务2结束"); return result; }, executorService); //开启异步任务3 CompletableFuture<Integer> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("异步任务3,当前线程是:" + Thread.currentThread().getId()); int result = 1 + 3; try { Thread.sleep(4000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("异步任务3结束"); return result; }, executorService); //任务组合 CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(task, task2, task3); //等待所有任务完成 allOf.get(); //获取任务的返回结果 System.out.println("task结果为:" + task.get()); System.out.println("task2结果为:" + task2.get()); System.out.println("task3结果为:" + task3.get()); }
anyOf: 只要有一个任务完成
@Test public void testCompletableAnyOf() throws ExecutionException, InterruptedException { //创建线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10); //开启异步任务1 CompletableFuture<Integer> task = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { int result = 1 + 1; return result; }, executorService); //开启异步任务2 CompletableFuture<Integer> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { int result = 1 + 2; return result; }, executorService); //开启异步任务3 CompletableFuture<Integer> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { int result = 1 + 3; return result; }, executorService); //任务组合 CompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(task, task2, task3); //只要有一个有任务完成 Object o = anyOf.get(); System.out.println("完成的任务的结果:" + o); }
CompletableFuture 使我们的异步编程更加便利的、代码更加优雅的同时,我们也要关注下它,使用的一些注意点。
@Test public void testWhenCompleteExceptionally() { CompletableFuture<Double> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { if (1 == 1) { throw new RuntimeException("出错了"); } return 0.11; }); //如果不加 get()方法这一行,看不到异常信息 //future.get(); }
Future需要获取返回值,才能获取到异常信息。如果不加 get()/join()方法,看不到异常信息。
小伙伴们使用的时候,注意一下哈,考虑是否加try...catch...或者使用exceptionally方法。
CompletableFuture的get()方法是阻塞的,如果使用它来获取异步调用的返回值,需要添加超时时间。
//反例 CompletableFuture.get(); //正例 CompletableFuture.get(5, TimeUnit.SECONDS);
CompletableFuture代码中又使用了默认的「ForkJoin线程池」,处理的线程个数是电脑「CPU核数-1」。在大量请求过来的时候,处理逻辑复杂的话,响应会很慢。一般建议使用自定义线程池,优化线程池配置参数。
CompletableFuture的get()方法是阻塞的,我们一般建议使用future.get(5, TimeUnit.SECONDS)。并且一般建议使用自定义线程池。
但是如果线程池拒绝策略是DiscardPolicy或者DiscardOldestPolicy,当线程池饱和时,会直接丢弃任务,不会抛弃异常。因此建议,CompletableFuture线程池策略最好使用AbortPolicy,然后耗时的异步线程,做好线程池隔离哈。
위 내용은 Java8 CompletableFuture는 비동기 다중 스레드 프로그래밍을 어떻게 구현합니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!