JDK1.8新特性CompletableFuture总结

全栈程序员站长

发布于 2022-07-21 18:53:11

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发布于 2022-07-21 18:53:11

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大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

CompletableFuture

这个completableFuture是JDK1.8版本新引入的类。下面是这个类。实现了俩接口。本身是个class。这个是Future的实现类。

使用completionStage接口去支持完成时触发的函数和操作。

一个completetableFuture就代表了一个任务。他能用Future的方法。还能做一些之前说的executorService配合futures做不了的。

之前future需要等待isDone为true才能知道任务跑完了。或者就是用get方法调用的时候会出现阻塞。而使用completableFuture的使用就可以用then，when等等操作来防止以上的阻塞和轮询isDone的现象出现。

1. 创建CompletableFuture直接new对象也成。一个completableFuture对象代表着一个任务。这个对象能跟这个任务产生联系。下面用的complete方法意思就是这个任务完成了需要返回的结果。然后用get();方法可以获取到。

2.JDK1.8使用的接口类。在本文的CompletableFuture中大量的使用了这些函数式接口。

注：这些声明大量应用于方法的入参中。像thenApply和thenAccept这俩就是一个用Function一个用Consumer

而lambda函数正好是可以作为这些接口的实现。例如 s->{return 1;} 这个就相当于一个Function。因为有入参和返回结果。

(1)Function

(2)Consumer

对于前面有Bi的就是这样的。BiConsumer就是两个参数的。

(3)Predicate这个接口声明是一个入参，返回一个boolean。

(4)supplier

3. 下面是这个类的静态方法。带有Async就是异步执行的意思、也是一个completableFuture对象代表着一个任务这个原则。

这种异步方法都可以指定一个线程池作为任务的运行环境。如果没有指定就会使用ForkJoinPool线程池来执行、

(1)supplyAsync&runAsync的使用例子。

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    executorService.submit(new Callable<Object>() {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            System.out.println("executorService 是否为守护线程 :" + Thread.currentThread().isDaemon());
            return null;
        }
    });
    final CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        System.out.println("this is lambda supplyAsync");
        System.out.println("supplyAsync 是否为守护线程 " + Thread.currentThread().isDaemon());
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("this lambda is executed by forkJoinPool");
        return "result1";
    });
    final CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        System.out.println("this is task with executor");
System.out.println("supplyAsync 使用executorService 时是否为守护线程 : " + Thread.currentThread().isDaemon());
        return "result2";
    }, executorService);
    System.out.println(completableFuture.get());
    System.out.println(future.get());
    executorService.shutdown();
}

注意：这些任务中。带有supply是持有返回值的，run是void返回值的。在玩supply时发现一个问题如果使用supplyAsync任务时不使用任务的返回值。即不用get方法阻塞主线程会导致任务执行中断。(注：跟get方法无关，后面有答案)

然后我开始探索是否是只有supplyAsync是这样。我测试了runAsync发现也是这样。

下图为与supplyAsync任务执行不全面一样的问题。我甚至测试了将lambda换成runnable发现无济于事。

答案：

造成这个原因是因为Daemon。因为completableFuture这套使用异步任务的操作都是创建成了守护线程。那么我们没有调用get方法不阻塞这个主线程的时候。主线程执行完毕。所有线程执行完毕就会导致一个问题，就是守护线程退出。那么我们没有执行的代码就是因为主线程不再跑任务而关闭导致的。可能这个不叫问题，因为在开发中我们主线程常常是一直开着的。但是这个小问题同样让我想了好久。下面我们开一个非守护线程，可以看到程序执行顺利。

下面证实守护线程在其他非守护线程全部退出的情况下不继续执行。

final CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    System.out.println("this is lambda supplyAsync");
    System.out.println("supplyAsync 是否为守护线程 " + Thread.currentThread().isDaemon());
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        try(BufferedWriter writer = new BufferedWriter
                (new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(new File("/Users/zhangyong/Desktop/temp/out.txt"))))){
            writer.write("this is completableFuture daemon test");
        }catch (Exception e){
            System.out.println("exception find");
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("this lambda is executed by forkJoinPool");
    return "result1";
});

这个代码就是操作本地文件。并且sleep了一秒。其他线程就一句控制台输出的代码。最终的结果是文件没有任何变化。

当我把主线程sleep 5秒时。本地文件会写入一句 this is completableFuture daemon test 验证成功。

(2)allOf&anyOf

这两个方法的入参是一个completableFuture组、allOf就是所有任务都完成时返回。但是是个Void的返回值。

anyOf是当入参的completableFuture组中有一个任务执行完毕就返回。返回结果是第一个完成的任务的结果。

public static void otherStaticMethod() throws ExecutionException, InterruptedException {
        final CompletableFuture<String> futureOne = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("futureOne InterruptedException");
            }
            return "futureOneResult";
        });
        final CompletableFuture<String> futureTwo = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("futureTwo InterruptedException");
            }
            return "futureTwoResult";
        });
        CompletableFuture future = CompletableFuture.allOf(futureOne, futureTwo);
        System.out.println(future.get());
//        CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.anyOf(futureOne, futureTwo);
//        System.out.println(completableFuture.get());
    }

(3)completedFuture这个方法我没懂他是干啥的。源码就是返回一个值。感觉没啥意义。

(4)取值方法，除了get还有一个getNow(); 这个就比较特殊了。这个方法是执行这个方法的时候任务执行完了就返回任务的结果，如果任务没有执行完就返回你的入参。

(5)join方法跟线程的join用法差不多。

(6)whenXXX，在一个任务执行完成之后调用的方法。

这个有三个名差不多的方法。whenComplete、whenCompleteAsync、还有一个是whenCompleteAsync用自定义Executor

首先看一下这个whenComplete实例方法。这个就是任务执行完毕调用的，传入一个action。这个方法的执行线程是当前线程，意味着会阻塞当前线程。下面图中test的输出跟whenComplete方法运行的线程有关。运行到main线程就会阻塞test的输出。运行的是completableFuture线程则不会阻塞住test的输出。

下面是任务执行的线程的探索。

根据测试得出的结论是：如果调用whenComplete的中途，还发生了其他事情，图中的主线程的sleep(400)；导致completableFuture这个任务执行完毕了，那么就使用主线程调用。如果调用的中途没有发生其他任务且在触碰到whenComplete方法时completableFuture这个任务还没有彻底执行完毕那么就会用completableFuture这个任务所使用的线程。

下面是whenCompleteAsync方法。这个方法就是新创建一个异步线程执行。所以不会阻塞。