CompletableFuture非同步回調

来源:https://www.cnblogs.com/changming06/archive/2023/12/01/17870668.html
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CompletableFuture非同步回調 CompletableFuture簡介 CompletableFuture被用於非同步編程，非同步通常意味著非阻塞，可以使得任務單獨允許在與主線程分離的其他線程中，並且通過回調可以在主線程中得到非同步任務的執行狀態，是否完成，和是否異常信息。 Completab ...


CompletableFuture非同步回調

CompletableFuture簡介

CompletableFuture被用於非同步編程，非同步通常意味著非阻塞，可以使得任務單獨允許在與主線程分離的其他線程中，並且通過回調可以在主線程中得到非同步任務的執行狀態，是否完成，和是否異常信息。
CompletableFuture實現了Future，CompletionStage介面，實現了Future介面可以相容線程池框架，而CompletionStage介面才是非同步編程的介面抽象，裡面定義多種非同步方法，通過這兩者集合，從而打造出了強大的CompletableFuture類。

Futrue和CompletableFuture

Future在Java裡面，通過用來表示一個非同步任務的引用，比如我們將任務提交到線程池裡面，然後我麽會得到一個Future，在Future裡面有isDone方法來判斷任務是否處理結束，該有get方法可以一直阻塞直到任務結束然後獲取結果，但整體來說這種方式，還是同步的，因為需要客戶端不斷阻塞等待或者不斷輪詢才能知道任務是否完成。

Futrue缺點

1.不支持手動完成。2.不支持進一步的非阻塞調用。3.不支持鏈式調用。4.不支持多個Future合併。5.不支持非同步處理。

CompletableFuture類的使用案例

CompletableFuture01
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

/**
 * 演示CompletableFuture
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture01 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();

        new Thread(() -> {
            System.out.println("子線程開始幹活");
            try {
                //子線程沉睡3s
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //完成future任務
            future.complete("success");
        },"A").start();

        System.out.println("主線程調用get方法獲取結果為:" + future.get());
        System.out.println("主線程完成，阻塞結束");
    }
}
CompletableFuture02
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

/**
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture02 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        //非同步調用，無返回值
        CompletableFuture<Void> completableFuture1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行runSync()");
        });
        completableFuture1.get();

        //非同步調用，有返回值
        CompletableFuture<Integer> completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行supplyAsync()");
//            int i = 1/0;
            return 1024;
        });
        completableFuture2.whenComplete((t, u) -> {
            System.out.println("----t=" + t);//t參數，是執行的返回值
            System.out.println("----u=" + u);//異常信息
        }).get();
//        System.out.println(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

    }
}
CompletableFuture03
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

/**
 * 演示線程依賴，執行api thenApply()
 * 一個任務，依賴於另一個任務可以使用thenApply()將兩個任務(線程)串列化
 * 對一個數先加10 再平方
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture03 {

    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "主線程開始");


        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        }).thenApply(i -> num * num);
        Integer integer = future.get();
        System.out.println("主線程結束，子線程的結果為" + integer);
    }
}
CompletableFuture04
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;

/**
 * 消費處理結果
 * thenAccept()方法，接收任務的處理結果，並消費結果，不返回結果了
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture04 {
    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "主線程開始");


        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        }).thenApply(new Function<Integer, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(Integer integer) {
                return num * num;
            }
        }).thenAccept(new Consumer<Integer>() {
            @Override
            public void accept(Integer i) {
                System.out.println("子線程全部處理完成，最後調用了accept方法，消費了結果" + i);
            }
        });
    }
}
CompletableFuture05
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;

/**
 * 異常處理
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture05 {
    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "主線程開始");


        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            int i = 1/0;//模擬異常
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        }).exceptionally(new Function<Throwable, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(Throwable ex) {
                System.out.println(ex.getMessage());
                return -1;
            }
        });
    }
}
CompletableFuture06
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;

/**
 * 消費結果，同時處理異常
 * handle類似與thenAccept/thenRun方法，是最後一步結果的調用，但是同時可以處理異常
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture06 {
    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "主線程開始");


        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                int i = 1/0;
                System.out.println("加10任務開啟");
                num += 10;
            return num;
        }).handle(new BiFunction<Integer, Throwable, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(Integer i, Throwable ex) {
                System.out.println("進入了handle方法");
                if(ex != null){
                    System.out.println("發生了異常,內容為" + ex.getMessage());
                    return -1;
                }else{
                    System.out.println("正常執行,結果為" + i);
                    return i;
                }
            }
        });
    }
}
CompletableFuture07
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.CompletionStage;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;

/**
 * 兩個CompletableFuture結果的合併
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture07 {
    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        //有依賴關係的合併
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        });
        //合併
        CompletableFuture<Integer> future2 = future.thenCompose(new Function<Integer, CompletionStage<Integer>>() {
            @Override
            public CompletionStage<Integer> apply(Integer i) {
                return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                    return i + 1;
                });
            }
        });
        System.out.println(future.get());
        System.out.println(future2.get());

        //無依賴的任務合併
        CompletableFuture<Integer> job1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        });

        CompletableFuture<Integer> job2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("乘10任務開啟");
            num *= 10;
            return num;
        });

        //合併兩個結果
        CompletableFuture<Object> future3 = job1.thenCombine(job2, new BiFunction<Integer, Integer, List<Integer>>() {
            @Override
            public List<Integer> apply(Integer result1, Integer result2) {
                ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                list.add(result1);
                list.add(result2);
                return list;
            }
        });
        System.out.println("合併結果為" + future3.get());
    }
}
CompletableFuture08
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 多個獨立任務的合併 allOf
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture08 {

    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        List<CompletableFuture<Integer>> list = new ArrayList<>();

        CompletableFuture<Integer> job1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        });
        list.add(job1);

        CompletableFuture<Integer> job2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("乘10任務開啟");
            num *= 10;
            return num;
        });
        list.add(job2);

        CompletableFuture<Integer> job3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("減10任務開啟");
            num -= 10;
            return num;
        });
        list.add(job3);

        CompletableFuture<Integer> job4 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("除10任務開啟");
            num /= 10;
            return num;
        });
        list.add(job4);
        //使用allOf需註意，輸入也會執行任務，但是無法獲取到結果
        //allOf需要等所有的任務執行完畢
        /**
         * 返回值是CompletableFuture<Void>類型
         *  public static CompletableFuture<Void> allOf(CompletableFuture<?>... cfs) {
         *         return andTree(cfs, 0, cfs.length - 1);
         *  }
         */
//        CompletableFuture<Void> allJob = CompletableFuture.allOf(list.toArray(new CompletableFuture[0]));
//        System.out.println(allJob.get());
        //也可以使用 join的形式，執行，可以獲取結果
        List<Integer> allResult = list.stream().map(CompletableFuture::join)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(allResult);
    }
}
CompletableFuture09
package com.shaonian.juc.completable;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

/**
 * anyOf
 * @author 長名06
 * @version 1.0
 */
public class CompletableFuture09 {
    public static Integer num = 10;

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        List<CompletableFuture<Integer>> list = new ArrayList<>();

        CompletableFuture<Integer> job1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("加10任務開啟");
            num += 10;
            return num;
        });
        list.add(job1);

        CompletableFuture<Integer> job2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(4000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("乘10任務開啟");
            num *= 10;
            return num;
        });
        list.add(job2);

        CompletableFuture<Integer> job3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("減10任務開啟");
            num -= 10;
            return num;
        });
        list.add(job3);

        CompletableFuture<Integer> job4 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("除10任務開啟");
            num /= 10;
            return num;
        });
        list.add(job4);
        //anyOf，這裡只要有一個job執行完畢，就結束所有的任務執行，不需要等待所有的job執行完畢
        //但是這個很雞肋，因為如果不要執行所有的任務，就沒必要開啟一個CompletableFuture了
        //也可以適用於競爭的場景，先執行成功的獲取結果，其他的不再競爭了
        CompletableFuture<Object> allJob = CompletableFuture.anyOf(list.toArray(new CompletableFuture[0]));
        System.out.println(allJob.get());
    }
}

只是為了記錄自己的學習歷程，且本人水平有限，不對之處，請指正。


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