Java中如何使用CompletableFuture进行高效的异步多线程任务编排？

本文共计2589个文字，预计阅读时间需要11分钟。

目录：

一、问题背景

二、CompletableFuture介绍

三、具体场景

1. 单个任务 1.1 runAsync：无返回值 1.2 supplyAsync：有返回值 1.3 supplyAsync：有返回值

四、两个任务编排

1. thenRunAsync 2. t

目录

• 一 ：问题背景
• 二 ：CompletableFuture介绍
• 三 ：具体场景
• 1.0 单个任务
• 1.0.1 runAsync：无返回值
• 1.0.2 supplyAsync：有返回值
• 1.0.3 supplyAsync：有返回值
• 2.0 两个任务编排
• 2.0.1 thenRunAsync
• 2.0.2 thenAcceptAsync
• 2.0.3 thenApplyAsync
• 3.0 三任务编排
• 3.0.1 三任务组合
• 3.0.2 三任务组合二
• 4.0 多任务的编排
• 4.0.1、allOf：所有任务都执行完
• 4.0.2、anyOf：其中有一个任务执行完就可以
• 四： 一个实际的例子

一 ：问题背景

问题：当查询接口较复杂时候，数据的获取都需要[远程调用]，必然需要花费更多的时间。 假如查询文章详情页面，需要如下标注的时间才能完成，比如如下场景：

1. 查询文章详情 0.5s

2. 查询文章博主个人信息 0.5s

3. 查询文章评论 1s

4. 查询博主相关文章分类 1s

5. 相关推荐文章 1s

上面的描述只是举个例子不要在意这里的查询描述，看实际情况使用，有些相关的查询我们可以拆分接口实现，上面的描述只是为了举例子。

那么，用户需要4s后才能统计的数据。很显然是不能接受的。 如果有多个线程同时完成这4步操作，也许只需要1s左右即可完成响应。

二 ：CompletableFuture介绍

在Java 8中, 新增加了一个包含50个方法左右的类: 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，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，并且提供了转换和组合CompletableFuture的方法。

CompletableFuture类实现了Future接口，所以你还是可以像以前一样通过get方法阻塞或者轮询的方式获得结果，但是这种方式不推荐使用。 CompletableFuture和FutureTask同属于Future接口的实现类，都可以获取线程的执行结果。

三 ：具体场景

1.0 单个任务

1.0.1 runAsync：无返回值

/** * runAsync无返回值 */ CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 2; System.out.println("运行结果：" + i); }, executor);

1.0.2 supplyAsync：有返回值

whenComplete：能感知异常，能感知结果，但没办法给返回值

exceptionally：能感知异常，不能感知结果，能给返回值。相当于，如果出现异常就返回这个值

/** * supplyAsync有返回值 * whenComplete能感知异常，能感知结果，但没办法给返回值 * exceptionally能感知异常，不能感知结果，能给返回值。相当于，如果出现异常就返回这个值 */ CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 0; System.out.println("运行结果：" + i); return i; }, executor).whenComplete((res,excption)->{ //whenComplete虽然能得到异常信息，但是没办法修改返回值 System.out.println("异步任务成功完成...结果是："+res+";异常是："+excption); }).exceptionally(throwable -> { //exceptionally能感知异常，而且能返回一个默认值，相当于，如果出现异常就返回这个值 return 10; });

1.0.3 supplyAsync：有返回值

handle能拿到返回结果，也能得到异常信息，也能修改返回值

/** * supplyAsync有返回值 * handle能拿到返回结果，也能得到异常信息，也能修改返回值 */ CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 4; System.out.println("运行结果：" + i); return i; }, executor).handle((res,excption)->{ if(excption!=null){ return 0; }else { return res * 2; } });

2.0 两个任务编排

两任务组合（线程串行化）

可以是两任务的串行化，就是一个任务执行完了再执行下一个

也可以是多个任务的串行化，就是按照顺序一个个的执行

2.0.1 thenRunAsync

不能接收上一次的执行结果，也没返回值

/** * thenRunXXX 不能接收上一次的执行结果，也没返回值 * .thenRunAsync(() -> { * System.out.println("任务2启动了..."); * }, executor); */ CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 4; System.out.println("运行结果：" + i); return i; }, executor).thenRunAsync(() -> { System.out.println("任务2启动了..."); }, executor);

2.0.2 thenAcceptAsync

能接收上一次的执行结果，但没返回值

/** * thenAcceptXXX 能接收上一次的执行结果，但没返回值 * .thenAcceptAsync(res->{ * System.out.println("任务2启动了..."+res); * },executor); */ CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 4; System.out.println("运行结果：" + i); return i; }, executor).thenAcceptAsync(res -> { System.out.println("任务2启动了..." + res); }, executor);

2.0.3 thenApplyAsync

能接收上一次的执行结果，又可以有返回值

/** * thenApplyXXX 能接收上一次的执行结果，又可以有返回值 * .thenApplyAsync(res -> { * System.out.println("任务2启动了..." + res); * return "hello " + res; * }, executor); */ CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("当前线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 4; System.out.println("运行结果：" + i); return i; }, executor).thenApplyAsync(res -> { System.out.println("任务2启动了..." + res); return "hello " + res; }, executor);

3.0 三任务编排

先准备两个任务

CompletableFuture<Object> future01 =CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("任务1线程" + Thread.currentThread().getId()); int i = 10 / 4; System.out.println("任务1结束："); return i; }, executor); CompletableFuture<Object> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("任务2线程" + Thread.currentThread().getId()); try { Thread.sleep(3000); System.out.println("任务2结束："); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "hello"; }, executor);

3.0.1 三任务组合

前两个任务都完成，才执行任务3

3.0.1-1、runAfterBothAsync：任务01 任务02都完成了，再开始执行任务3，不感知任务1、2的结果的，也没返回值

CompletableFuture<Void> future = future01.runAfterBothAsync(future02, () -> { System.out.println("任务3开始"); }, executor);

3.0.1-2、thenAcceptBothAsync：任务01 任务02都完成了，再开始执行任务3，能感知到任务1、2的结果，但没返回值

CompletableFuture<Void> future = future01.thenAcceptBothAsync(future02, (f1, f2) -> { System.out.println("任务3开始...得到之前的结果：f1:" + f1 + ", f2:" + f2); }, executor);

3.0.1-3、 thenCombineAsync：任务01 任务02都完成了，再开始执行任务3，能感知到任务1、2的结果，而且自己可以带返回值

CompletableFuture<String> future = future01.thenCombineAsync(future02, (f1, f2) -> { return f1+":"+f2+"：哈哈"; }, executor);

3.0.2 三任务组合二

前两个任务只要有一个完成，就执行任务3

3.0.2-1、runAfterEitherAsync：两个任务只要有一个完成，就执行任务3，不感知结果，自己没返回值

CompletableFuture<Void> future = future01.runAfterEitherAsync(future02, () -> { System.out.println("任务3开始..."); }, executor);

3.0.2-2、 acceptEitherAsync：两个任务只要有一个完成，就执行任务3，感知结果，自己没返回值

CompletableFuture<Void> future = future01.acceptEitherAsync(future02, (res) -> { System.out.println("任务3开始...之前的结果" + res); }, executor);

3.0.2-3、applyToEitherAsync：两个任务只要有一个完成，就执行任务3，感知结果，自己有返回值

CompletableFuture<String> future = future01.applyToEitherAsync(future02, (res) -> { System.out.println("任务3开始...之前的结果" + res); return "任务3的结果..."; }, executor);

4.0 多任务的编排

/** * 多任务组合 */ CompletableFuture<String> futureImg = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("查询商品图片信息"); return "hello.jpg"; },executor); CompletableFuture<String> futureAttr = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("查询商品属性信息"); return "黑色+256G"; },executor); CompletableFuture<String> futureDesc = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(3000); System.out.println("查询商品介绍信息"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "华为..."; },executor);

4.0.1、allOf：所有任务都执行完

/** * allOf 所有任务都执行完 */ CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(futureImg, futureAttr, futureDesc); allOf.get();//等待所有结果完成

4.0.2、anyOf：其中有一个任务执行完就可以

/** * anyOf 其中有一个任务执行完就可以 */ CompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(futureImg, futureAttr, futureDesc); anyOf.get();

四： 一个实际的例子

public SkuItemVo item(Long skuId) { SkuItemVo skuItemVo = new SkuItemVo(); //1、sku详细信息 sku_info SkuInfoEntity skuInfo = getById(skuId); skuItemVo.setInfo(skuInfo); //2、sku 图片信息 sku_img List<SkuImagesEntity> images = skuImagesService.getImagesBySkuId(skuId); skuItemVo.setImages(images); //3、spu 销售属性组合 List<SkuItemSaleAttrVo> saleAttr = skuSaleAttrValueService.getSaleAttrBySpuId(skuInfo.getSpuId()); skuItemVo.setSaleAttr(saleAttr); //4、spu 的介绍 SpuInfoDescEntity spuInfoDesc = spuInfoDescService.getById(skuInfo.getSpuId()); skuItemVo.setDesc(spuInfoDesc); //5、spu 规格参数信息 List<SpuItemAttrGroupVo> groupAttrs = attrGroupService.getAttrGroupWithAttrsBySpuId(skuInfo.getSpuId(),skuInfo.getCatalogId()); skuItemVo.setGroupAttrs(groupAttrs); return skuItemVo; }

使用CompletableFuture异步编排后

private SkuItemVo item(Long skuId) { SkuItemVo skuItemVo = new SkuItemVo(); /** * 3、4、5需要依赖1的运行结果，需要返回skuInfo后从中获取spuId和catalogId * 而2不需要依赖1的运行结果 */ //1、sku详细信息 sku_info CompletableFuture<SkuInfoEntity> infoFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { SkuInfoEntity skuInfo = getById(skuId); skuItemVo.setInfo(skuInfo); return skuInfo; }, executor); //2、sku 图片信息 sku_img 2不需要等待上边1的执行结果 CompletableFuture<Void> imageFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> { List<SkuImagesEntity> images = skuImagesService.getImagesBySkuId(skuId); skuItemVo.setImages(images); }, executor); //下边的3、4、5都需要上边1的执行结果 //所以下边的3、4、5都是基于上边1的执行结果 infoFuture 开始的 //都是以infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> {})开始的 CompletableFuture<Void> saleAttrFuture = infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> { //3、spu 销售属性组合 3 List<SkuItemSaleAttrVo> saleAttr = skuSaleAttrValueService.getSaleAttrBySpuId(skuInfo.getSpuId()); skuItemVo.setSaleAttr(saleAttr); System.out.println(saleAttr); }, executor); CompletableFuture<Void> descFuture = infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> { //4、spu 的介绍 SpuInfoDescEntity spuInfoDesc = spuInfoDescService.getById(skuInfo.getSpuId()); skuItemVo.setDesc(spuInfoDesc); }, executor); CompletableFuture<Void> attrGroupFuture = infoFuture.thenAcceptAsync(skuInfo -> { //5、spu 规格参数信息 List<SpuItemAttrGroupVo> groupAttrs = attrGroupService.getAttrGroupWithAttrsBySpuId(skuInfo.getSpuId(),skuInfo.getCatalogId()); System.out.println(groupAttrs); skuItemVo.setGroupAttrs(groupAttrs); }, executor); //等待所有任务完成 try { CompletableFuture.allOf(saleAttrFuture,descFuture,attrGroupFuture,imageFuture).get() ; } catch (InterruptedException e) { log.error("查询商品详情异步编排错误: "); log.error(e.getMessage() ); } catch (ExecutionException e) { log.error(e.getMessage() ); } return skuItemVo; }

以上就是Java CompletableFuture实现多线程异步编排的详细内容，更多关于Java CompletableFuture的资料请关注自由互联其它相关文章！