多線程一直Java開發(fā)中的難點，也是面試中的常客，趁著還有時間，打算鞏固一下JUC方面知識，我想機(jī)會隨處可見，但始終都是留給有準(zhǔn)備的人的，希望我們都能加油！！！

沉下去，再浮上來，我想我們會變的不一樣的

來自朋友圈
作者：徐四喜

CompletableFuture

一、什么是CompletableFuture？

在Java中CompletableFuture用于異步編程，異步通常意味著非阻塞，可以使我們的任務(wù)單獨運行在與主線程分離的其他線程中，并且通過回調(diào)可以在主線程中得到異步任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)，是否完成，和是否異常等信息。

在這種方式中，主線程不會被阻塞，因為子線程是另外一條線程在執(zhí)行，所以不需要一直等到子線程完成。主線程就可以并行的執(zhí)行其他任務(wù)。這種并行方式，可以極大的提供程序性能。

CompletableFuture實現(xiàn)了 Future, CompletionStage接口。

實現(xiàn)了 Future接口CompletableFuture就可以兼容現(xiàn)在有線程池框架；

CompletionStage接口是異步編程的接口抽象，里面定義多種異步方法，實現(xiàn)了CompletionStage多種抽象方法和Future并與一起使用，從而才打造出了強(qiáng)大的CompletableFuture 類。

二、Future 與 CompletableFuture

CompletableFuture是 FutureAPI的擴(kuò)展。

Future表示異步計算的結(jié)果。 提供了檢查計算是否完成、等待計算完成以及檢索計算結(jié)果的方法。 結(jié)果只能在計算完成后使用get方法檢索，必要時阻塞，直到它準(zhǔn)備好。 取消由cancel方法執(zhí)行。 提供了其他方法來確定任務(wù)是正常完成還是被取消。 一旦計算完成，就不能取消計算。

Future 的主要缺點如下：
（1）不支持手動完成

（2）Future 的結(jié)果在非阻塞的情況下，不能執(zhí)行更進(jìn)一步的操作

• Future不會通知你它已經(jīng)完成了，它提供了一個阻塞的 get() 方法通知你結(jié)果。你無法給 Future 植入一個回調(diào)函數(shù)，當(dāng) Future結(jié)果可用的時候，用該回調(diào)函數(shù)自動的調(diào)用 Future 的結(jié)果。

（3）不能夠支持鏈?zhǔn)秸{(diào)用

• 對于 Future的執(zhí)行結(jié)果，我們想繼續(xù)傳到下一個 Future處理使用，從而形成一個鏈?zhǔn)降恼{(diào)用，這在 Future 中是沒法實現(xiàn)的。
• 鏈?zhǔn)秸{(diào)用就是將這一個執(zhí)行結(jié)果，繼續(xù)傳遞給下一個繼續(xù)使用，形成一條鏈。即職責(zé)鏈模式，例如Web中的Filter。

（4）不支持多個 Future 合并

• 例如我一個Futrue計算 10的平方，另一個Futrue計算100的平方，我沒有辦法直接將他們合起來。

（5）不支持異常處理

• Future 的 API 沒有任何的異常處理的 api，所以運行時，很有可能無法定位到錯誤。

• Future API：

• public interface Future<V> {boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); //嘗試取消此任務(wù)的執(zhí)行。boolean isCancelled();//如果此任務(wù)在正常完成之前被取消，則返回true boolean isDone(); //如果此任務(wù)完成，則返回true 。 完成可能是由于正常終止、異常或取消——在所有這些情況下，此方法將返回true V get() throws InterruptedException, ExecutionException; //獲得任務(wù)計算結(jié)果V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;//可等待多少時間去獲得任務(wù)計算結(jié)果 }

三、應(yīng)用

3.1、創(chuàng)建CompletableFuture對象

CompletableFuture提供了四個靜態(tài)方法用來創(chuàng)建CompletableFuture對象：

//runAsync 返回void 函數(shù)第二個參數(shù)表示是用我們自己創(chuàng)建的線程池,否則采用默認(rèn)的ForkJoinPool.commonPool() public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor) //supplyAsync 異步返回一個結(jié)果 函數(shù)第二個參數(shù)表示是用我們自己創(chuàng)建的線程池,否則采用默認(rèn)的ForkJoinPool.commonPool() //Supplier 是一個函數(shù)式接口,代表是一個生成者的意思 public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier) public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)

3.2、場景一：主動完成任務(wù)

場景:主線程里面創(chuàng)建一個 CompletableFuture，然后主線程調(diào)用 get 方法會 阻塞，最后我們在一個子線程中使其終止。

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo1 {/*** 主線程里面創(chuàng)建一個 CompletableFuture，然后主線程調(diào)用 get 方法會阻塞，最后我們在一個子線程中使其終止** @param args*/public static void main(String[] args) throws Exception {CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();new Thread(() -> {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "子線程開始干活");//子線程睡 5 秒Thread.sleep(5000); // //在子線程中完成主線程 如果注釋掉這一行代碼將會一直停住future.complete("success");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}, "A").start();//主線程調(diào)用 get 方法阻塞System.out.println("主線程調(diào)用 get 方法獲取結(jié)果為: " + future.get());System.out.println("主線程完成,阻塞結(jié)束!!!!!!");} }

3.3、場景二：沒有返回值的異步任務(wù)

runAsync：返回一個新的 CompletableFuture，它在運行給定操作后由在ForkJoinPool.commonPool()運行的任務(wù)異步完成。

如果你想異步的運行一個后臺任務(wù)并且不需要任務(wù)返回結(jié)果，就可以使用runAsync

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo2 {/*** 沒有返回值的異步任務(wù)** @param args*/public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("主線程開始");//運行一個沒有返回值的異步任務(wù)CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {try {System.out.println("子線程啟動干活");Thread.sleep(5000);System.out.println("子線程完成");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});//主線程阻塞future.get();System.out.println("主線程結(jié)束");} }

3.4、場景三：有返回值的異步任務(wù)

supplyAsync：返回任務(wù)結(jié)果。

CompletableFuture.supplyAsync()它持有supplier<T> 并且返回CompletableFuture<T>，T 是通過調(diào)用 傳入的supplier取得的值的類型。

Supplier<T>是一個簡單的函數(shù)式接口，表示supplier的結(jié)果。它有一個get()方法，該方法可以寫入你的后臺任務(wù)中，并且返回結(jié)果。

public static <T> CompletableFuture<T> supplyAsync(Supplier<T> supplier) {return asyncSupplyStage(ASYNC_POOL, supplier); } /*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo2 {/*** 有返回值的異步任務(wù)** @param args*/public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("主線程開始");//運行一個沒有返回值的異步任務(wù)CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {System.out.println("子線程啟動干活");Thread.sleep(5000);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return "子線程任務(wù)完成";});//主線程阻塞System.out.println(future.get());System.out.println("主線程結(jié)束");} } /*** 主線程開始* 子線程啟動干活* 子線程任務(wù)完成* 主線程結(jié)束*/

3.5、場景四：線程串行化

當(dāng)一個線程依賴另一個線程時，可以使用 thenApply方法來把這兩個線程串行化。

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo4 {private static String action="";/*** 線程依賴* 1、我到了燒烤店，* 2、開始點燒烤* 3、和朋友次完燒烤 ，給女朋友帶奶茶回去* @param args*/public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("主線程開始");CompletableFuture<String> future =CompletableFuture.supplyAsync(() -> {action="和朋友一起去次燒烤 ";return action;}).thenApply(string -> {return action+"開始點燒烤！！";}).thenApply(String->{return action+"和朋友次完燒烤，給女朋友帶杯奶茶回去！！";});String str = future.get();System.out.println("主線程結(jié)束, 子線程的結(jié)果為:" + str);} } /*** 主線程開始* 主線程結(jié)束, 子線程的結(jié)果為:和朋友一起去次燒烤 和朋友次完燒烤，給女朋友帶杯奶茶回去！！*/

3.6、場景五：thenAccept 消費處理結(jié)果

如果你不想從你的回調(diào)函數(shù)中返回任何東西，僅僅想在Future完成后運行一些代碼片段，你可以使用thenAccept()和 thenRun()方法，這些方法經(jīng)常在調(diào)用鏈的最末端的最后一個回調(diào)函數(shù)中使用。

thenAccept消費處理結(jié)果, 接收任務(wù)的處理結(jié)果，并消費處理，無返回結(jié)果。

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo5 {private static String action = "";public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("主線程開始");CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try {action = "逛淘寶，想買雙鞋 ";} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return action;}).thenApply(string -> {return action + "選中了，下單成功!!";}).thenApply(String -> {return action + "等待快遞到來";}).thenAccept(new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String s) {System.out.println("子線程全部處理完成,最后調(diào)用了 accept,結(jié)果為:" + s);}});} } /**主線程開始子線程全部處理完成,最后調(diào)用了 accept,結(jié)果為:逛淘寶，想買雙鞋 等待快遞到來*/

3.7、場景六：異常處理

exceptionally 異常處理,出現(xiàn)異常時觸發(fā)，可以回調(diào)給你一個從原始Future中生成的錯誤恢復(fù)的機(jī)會。你可以在這里記錄這個異常并返回一個默認(rèn)值。

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo6 {public static void main(String[] args) throws Exception{System.out.println("主線程開始");CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {int i= 1/0;System.out.println("子線程執(zhí)行中");return i;}).exceptionally(ex -> {System.out.println(ex.getMessage());return -1;});System.out.println(future.get());} } /*** 主線程開始* java.lang.ArithmeticException: / by zero* -1*/

使用 handle() 方法處理異常
API提供了一個更通用的方法 - handle()從異常恢復(fù)，無論一個異常是否發(fā)生它都會被調(diào)用

CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("任務(wù)開始");int i=0/1;return i; }).handle((i,ex) -> {System.out.println("進(jìn)入 handle 方法");if (ex != null) {System.out.println("發(fā)生了異常,內(nèi)容為:" + ex.getMessage());return -1;} else {System.out.println("正常完成,內(nèi)容為: " + i);return i;} });

3.8、場景七： 結(jié)果合并

thenCompose 合并兩個有依賴關(guān)系的 CompletableFutures的執(zhí)行結(jié)果

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo7 {private static Integer num = 10;public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("主線程開始");//第一步加 10CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("讓num+10;任務(wù)開始");num += 10;return num;});//合并CompletableFuture<Integer> future1 = future.thenCompose(i ->//再來一個 CompletableFutureCompletableFuture.supplyAsync(() -> {return i + 1;}));System.out.println(future.get());System.out.println(future1.get());} } /*** 主線程開始* 讓num+10;任務(wù)開始* 20* 21*/

thenCombine 合并兩個沒有依賴關(guān)系的 CompletableFutures任務(wù)

package com.crush.juc09;import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.CompletableFuture; import java.util.function.BiFunction;/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo8 {private static Integer sum = 0;private static Integer count = 1;public static void main(String[] args) throws Exception{System.out.println("主線程開始");CompletableFuture<Integer> job1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("從1+...+50開始");for (int i=1;i<=50;i++){sum+=i;}System.out.println("sum::"+sum);return sum;});CompletableFuture<Integer> job2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("從1*...*10開始");for (int i=1;i<=10;i++){count=count*i;}System.out.println("count::"+count);return count;});//合并兩個結(jié)果CompletableFuture<Object> future = job1.thenCombine(job2, newBiFunction<Integer, Integer, List<Integer>>() {@Overridepublic List<Integer> apply(Integer a, Integer b) {List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(a);list.add(b);return list;}});System.out.println("合并結(jié)果為:" + future.get());} } /**主線程開始從1*...*10開始從1+...+50開始sum::1275count::3628800合并結(jié)果為:[1275, 3628800]*/

3.9、場景八：合并多個任務(wù)的結(jié)果

allOf 與 anyOf

allOf: 一系列獨立的 future任務(wù)，等其所有的任務(wù)執(zhí)行完后做一些事情

/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo9 {private static Integer num = 10;public static void main(String[] args) throws Exception{System.out.println("主線程開始");List<CompletableFuture> list = new ArrayList<>();CompletableFuture<Integer> job1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("加 10 任務(wù)開始");num += 10;return num;});list.add(job1);CompletableFuture<Integer> job2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("乘以 10 任務(wù)開始");num = num * 10;return num;});list.add(job2);CompletableFuture<Integer> job3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("減以 10 任務(wù)開始");num = num - 10;return num;});list.add(job3);CompletableFuture<Integer> job4 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("除以 10 任務(wù)開始");num = num / 10;return num;});list.add(job4);//多任務(wù)合并List<Integer> collect =list.stream().map(CompletableFuture<Integer>::join).collect(Collectors.toList());System.out.println(collect);}} /**主線程開始乘以 10 任務(wù)開始加 10 任務(wù)開始減以 10 任務(wù)開始除以 10 任務(wù)開始[110, 100, 100, 10] */

anyOf: 只要在多個 future里面有一個返回，整個任務(wù)就可以結(jié)束，而不需要等到每一個 future 結(jié)束

package com.crush.juc09;import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.CompletableFuture; import java.util.stream.Collectors;/*** @Author: crush* @Date: 2021-08-23 9:08* version 1.0*/ public class CompletableFutureDemo10 {private static Integer num = 10;/*** 先對一個數(shù)加 10,然后取平方* @param args*/public static void main(String[] args) throws Exception{System.out.println("主線程開始");CompletableFuture<Integer>[] futures = new CompletableFuture[4];CompletableFuture<Integer> job1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try{Thread.sleep(5000);System.out.println("加 10 任務(wù)開始");num += 10;return num;}catch (Exception e){return 0;}});futures[0] = job1;CompletableFuture<Integer> job2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try{Thread.sleep(2000);System.out.println("乘以 10 任務(wù)開始");num = num * 10;return num;}catch (Exception e){return 1;}});futures[1] = job2;CompletableFuture<Integer> job3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try{Thread.sleep(3000);System.out.println("減以 10 任務(wù)開始");num = num - 10;return num;}catch (Exception e){return 2;}});futures[2] = job3;CompletableFuture<Integer> job4 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {try{Thread.sleep(4000);System.out.println("除以 10 任務(wù)開始");num = num / 10;return num;}catch (Exception e){return 3;}});futures[3] = job4;CompletableFuture<Object> future = CompletableFuture.anyOf(futures);System.out.println(future.get());} } //主線程開始 //乘以 10 任務(wù)開始 //100

四、小結(jié)

本文只是做了一點簡單介紹，還需要大家更深入的了解。

🌈自言自語

最近又開始了JUC的學(xué)習(xí)，感覺Java內(nèi)容真的很多，但是為了能夠走的更遠(yuǎn)，還是覺得應(yīng)該需要打牢一下基礎(chǔ)。

最近在持續(xù)更新中，如果你覺得對你有所幫助，也感興趣的話，關(guān)注我吧，讓我們

一起學(xué)習(xí)，一起討論吧。

你好，我是博主寧在春，Java學(xué)習(xí)路上的一顆小小的種子，也希望有一天能扎根長成蒼天大樹。

希望與君共勉😁

我們：待別時相見時，都已有所成。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JUC系列(十一) | Java 8 CompletableFuture 异步编程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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