文章目錄

• Pre
• 避免同步阻塞的困擾
• • V1.0 改進 -采用Stream 順序查詢 （不理想）
  • V2.0 改進 - 使用并行流對請求進行并行操作 （good）
  • V3.0 改進 - 使用 CompletableFuture發起異步請求 （）
• 更好的方案

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Pre

Java8 - 使用工廠方法 supplyAsync創建 CompletableFuture

接著上面的例子

假設非常不幸，無法控制 Shop 類提供API的具體實現，最終提供給你的API都是同步阻塞式的方法。這也是當你試圖使用服務提供的HTTP API時最常發生的情況。你會學到如何以異步的方式查詢多個商店，避免被單一的請求所阻塞，并由此提升你的“最佳價格查詢器”的性能和吞吐量。

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避免同步阻塞的困擾

假設你需要查詢的所有商店只提供了同步API，換句話說，你有一個商家的列表，如下所示：

List<Shop> shops = Arrays.asList(new Shop("BestPrice"),new Shop("LetsSaveBig"),new Shop("MyFavoriteShop"),new Shop("BuyItAll"));

你需要使用下面這樣的簽名實現一個方法，它接受產品名作為參數，返回一個字符串列表，這個字符串列表中包括商店的名稱、該商店中指定商品的價格：

public List<String> findPrices(String product);

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V1.0 改進 -采用Stream 順序查詢 （不理想）

第一個想法可能是使用 Stream 特性。

【采用順序查詢所有商店的方式實現的 findPrices 方法】

public List<String> findPrices(String product) {return shops.stream().map(shop -> String.format("%s price is %.2f",shop.getName(), shop.getPrice(product))).collect(toList()); }

好吧，這段代碼看起來非常直白。 此外，也請記錄下方法的執行時間，通過這
些數據，我們可以比較優化之后的方法會帶來多大的性能提升，具體的代碼清單如下。

【驗證 findPrices 的正確性和執行性能】

long start = System.nanoTime(); System.out.println(findPrices("myPhone27S")); long duration = (System.nanoTime() - start) / 1_000_000; System.out.println("Done in " + duration + " msecs");

輸出

[BestPrice price is 123.26, LetsSaveBig price is 169.47, MyFavoriteShop price is 214.13, BuyItAll price is 184.74] Done in 4032 msecs

正如你預期的， findPrices 方法的執行時間4S+，因為對這4個商店的查詢是順序進行的，并且一個查詢操作會阻塞另一個，每一個操作都要花費大于1S的時間計算請求商品的價格。

怎樣才能改進這個結果呢？

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V2.0 改進 - 使用并行流對請求進行并行操作 （good）

對V1.0改成并行試試？

【對 findPrices 進行并行操作】

public List<String> findPrices(String product) { return shops.parallelStream().map(shop -> String.format("%s price is %.2f", shop.getName(), shop.getPrice(product))).collect(toList()); }

區別在于 parallelStream ，使用并行流并行流從不同的商店獲取價格。

運行代碼，與V·1.0的執行結果相比較，發現了新版 findPrices 的改進了吧。

[BestPrice price is 123.26, LetsSaveBig price is 169.47, MyFavoriteShop price is 214.13, BuyItAll price is 184.74] Done in 1180 msecs

相當不錯啊！看起來這是個簡單但有效的主意：現在對四個不同商店的查詢實現了并行，所以完成所有操作的總耗時只有1S多一點兒。

還能能做得更好嗎？ 要不試試CompletableFuture ，將 findPrices 方法中對不同商店的同步調用替換為異步調用。

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V3.0 改進 - 使用 CompletableFuture發起異步請求 （）

我們可以使用工廠方法 supplyAsync 創建 CompletableFuture 對象。讓我們把它利用起來：

List<CompletableFuture<String>> priceFutures =shops.stream().map(shop -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> String.format("%s price is %.2f",shop.getName(), shop.getPrice(product)))).collect(toList());

使用這種方式，你會得到一個 List<CompletableFuture<String>> ，列表中的每個CompletableFuture 對象在計算完成后都包含商店的 String 類型的名稱。但是，由于你用CompletableFutures 實現的 findPrices 方法要求返回一個 List<String> ，你需要等待所有的 future 執行完畢，將其包含的值抽取出來，填充到列表中才能返回

為了實現這個效果，你可以向最初的 List<CompletableFuture<String>> 添加第二個map 操作，對 List 中的所有 future 對象執行 join 操作，一個接一個地等待它們運行結束。

Note: CompletableFuture 類中的 join 方法和 Future 接口中的 get 有相同的含義，并且也聲明在Future 接口中，它們唯一的不同是 join 不會拋出任何檢測到的異常。使用它你不再需要使用try / catch 語句塊讓你傳遞給第二個 map 方法的Lambda表達式變得過于臃腫。

所有這些整合在一起，你就可以重新實現 findPrices 了，具體代碼如下

public List<String> findPrices(String product) {List<CompletableFuture<String>> priceFutures =shops.stream().map(shop -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getName() + " price is " +shop.getPrice(product))).collect(Collectors.toList()); return priceFutures.stream().map(CompletableFuture::join).collect(toList()); }

注意到了嗎？這里使用了兩個不同的 Stream 流水線，而不是在同一個處理流的流水線上一個接一個地放兩個 map 操作——這其實是有緣由的。

考慮流操作之間的延遲特性，如果你在單一流水線中處理流，發向不同商家的請求只能以同步、順序執行的方式才會成功。因此，每個創建 CompletableFuture 對象只能在前一個操作結束之后執行查詢指定商家的動作、通知 join方法返回計算結果。

【為什么 Stream 的延遲特性會引起順序執行，以及如何避免】見下圖

上半部分展示了使用單一流水線處理流的過程，我們看到，執行的流程（以虛線標識）是順序的。事實上，新的 CompletableFuture 對象只有在前一個操作完全結束之后，才能創建。與此相反，圖的下半部分展示了如何先將 CompletableFutures 對象聚集到一個列表中（即圖中以橢圓表示的部分），讓對象們可以在等待其他對象完成操作之前就能啟動。

運行代碼 第三個版本 findPrices 方法的性能，你會得到下面這幾行輸出：

[BestPrice price is 123.26, LetsSaveBig price is 169.47, MyFavoriteShop price is 214.13, BuyItAll price is 184.74] Done in 2005 msecs

超過2S意味著利用 CompletableFuture 實現的版本比剛開始原生順序執行且會發生阻塞的版本快。但是它的用時也差不多是使用并行流的前一個版本的兩倍。尤其是，考慮到從順序執行的版本轉換到并行流的版本只做了非常小的改動，就讓人更加沮喪

與此形成鮮明對比的是，我們為采用 CompletableFutures 完成的新版方法做了大量的工作！

但，這就是全部的真相嗎？這種場景下使用 CompletableFutures 真的是浪費時間嗎？或者我們可能漏了某些重要的東西？

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更好的方案

并行流的版本工作得非常好，那是因為它能并行地執行四個任務，所以它幾乎能為每個商家分配一個線程。但是，如果你想要增加第五個商家到商點列表中，讓你的“最佳價格查詢”應用

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java8 - 避免代码阻塞的骚操作的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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