在Java 8中全面研究了CompletableFuture API之后，我們準(zhǔn)備編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的Web搜尋器。 我們已經(jīng)使用ExecutorCompletionService ， Guava ListenableFuture和Scala / Akka解決了類(lèi)似的問(wèn)題。 我選擇了相同的問(wèn)題，以便輕松比較方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

首先，我們將定義一個(gè)簡(jiǎn)單的阻止方法來(lái)下載單個(gè)URL的內(nèi)容：

private String downloadSite(final String site) {try {log.debug("Downloading {}", site);final String res = IOUtils.toString(new URL("http://" + site), UTF_8);log.debug("Done {}", site);return res;} catch (IOException e) {throw Throwables.propagate(e);} }

沒(méi)有什么花哨。 稍后將為線程池內(nèi)的其他站點(diǎn)調(diào)用此方法。 另一種方法將String解析為XML Document （讓我省略實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有人愿意看一下它）：

private Document parse(String xml) //...

最后，我們算法的核心是以Document為輸入的每個(gè)網(wǎng)站的功能計(jì)算相關(guān)性 。 就像上面我們不在乎實(shí)現(xiàn)一樣，只有簽名很重要：

private CompletableFuture<Double> calculateRelevance(Document doc) //...

讓我們把所有的東西放在一起。 抓取到一份網(wǎng)站列表后，我們的搜尋器應(yīng)開(kāi)始異步并發(fā)下載每個(gè)網(wǎng)站的內(nèi)容。 然后，將每個(gè)下載HTML字符串解析為XML Document并隨后計(jì)算相關(guān)性 。 最后，我們采用所有計(jì)算出的相關(guān)性指標(biāo)并找到最大的指標(biāo)。 當(dāng)您意識(shí)到下載內(nèi)容和計(jì)算相關(guān)性都是異步的（返回CompletableFuture ）并且我們絕對(duì)不想阻塞或忙于等待時(shí)，這聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單。 這是第一部分：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);List<String> topSites = Arrays.asList("www.google.com", "www.youtube.com", "www.yahoo.com", "www.msn.com" );List<CompletableFuture<Double>> relevanceFutures = topSites.stream().map(site -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> downloadSite(site), executor)).map(contentFuture -> contentFuture.thenApply(this::parse)).map(docFuture -> docFuture.thenCompose(this::calculateRelevance)).collect(Collectors.<CompletableFuture<Double>>toList());

實(shí)際上這里有很多事情。 定義要爬網(wǎng)的線程池和站點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。 但是這種鏈?zhǔn)奖磉_(dá)式計(jì)算relevanceFutures 。 最后的map()和collect()的序列具有很強(qiáng)的描述性。 從網(wǎng)站列表開(kāi)始，我們通過(guò)將異步任務(wù)（ downloadSite() ）提交到線程池中，將每個(gè)網(wǎng)站（ String ）轉(zhuǎn)換為CompletableFuture<String> 。

因此，我們有了CompletableFuture<String> 。 我們繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這一次在每個(gè)parse()上都應(yīng)用了parse()方法。 請(qǐng)記住，當(dāng)基礎(chǔ)將來(lái)完成時(shí)， thenApply()將調(diào)用提供的lambda并立即返回CompletableFuture<Document> 。 第三個(gè)也是最后一個(gè)轉(zhuǎn)換步驟是使用calculateRelevance()將輸入列表中的每個(gè)CompletableFuture<Document>組成。 請(qǐng)注意， calculateRelevance()返回CompletableFuture<Double>而不是Double ，因此我們使用thenCompose()而不是thenApply() 。 經(jīng)過(guò)這么多階段，我們終于collect()了CompletableFuture<Double> 。

現(xiàn)在，我們想對(duì)所有結(jié)果進(jìn)行一些計(jì)算。 我們有一份期貨清單，我們想知道所有這些期貨（最后一個(gè)）何時(shí)完成。 當(dāng)然，我們可以在每個(gè)將來(lái)注冊(cè)完成回調(diào)，并使用CountDownLatch阻止直到調(diào)用所有回調(diào)。 我對(duì)此很懶，讓我們利用現(xiàn)有的CompletableFuture.allOf() 。 不幸的是，它有兩個(gè)小缺點(diǎn)-使用vararg而不是Collection ，并且不返回將來(lái)的合計(jì)結(jié)果，而是返回Void 。 通過(guò)匯總結(jié)果，我的意思是：如果我們提供List<CompletableFuture<Double>>該方法應(yīng)返回CompletableFuture<List<Double>> ，而不是CompletableFuture<Void> ！ 幸運(yùn)的是，使用一些粘合代碼很容易修復(fù)：

private static <T> CompletableFuture<List<T>> sequence(List<CompletableFuture<T>> futures) {CompletableFuture<Void> allDoneFuture =CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()]));return allDoneFuture.thenApply(v ->futures.stream().map(future -> future.join()).collect(Collectors.<T>toList())); }

仔細(xì)觀察sequence()參數(shù)和返回類(lèi)型。 實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，訣竅是使用現(xiàn)有的allOf()但是當(dāng)allDoneFuture完成時(shí)（這意味著所有基礎(chǔ)期貨都已完成），只需遍歷所有期貨并在每個(gè)期貨上進(jìn)行join() （阻塞等待）。 但是，由于目前所有期貨都已完成，因此保證此電話(huà)不會(huì)被阻止！ 有了這種實(shí)用程序，我們終于可以完成我們的任務(wù)：

CompletableFuture<List<Double>> allDone = sequence(relevanceFutures); CompletableFuture<OptionalDouble> maxRelevance = allDone.thenApply(relevances ->relevances.stream().mapToDouble(Double::valueOf).max() );

這很容易–當(dāng)allDone完成后，應(yīng)用我們的功能即可計(jì)算整個(gè)集合中的最大相關(guān)性。 maxRelevance仍然是未來(lái)。 到JVM到達(dá)這一行時(shí)，可能尚未下載任何網(wǎng)站。 但是我們將業(yè)務(wù)邏輯封裝在期貨之上，并以事件驅(qū)動(dòng)的方式將其堆疊。 代碼保持可讀性（不帶lambda和普通Future的版本至少要長(zhǎng)兩倍），但避免阻塞主線程。 當(dāng)然， allDone也可以作為中間步驟，我們可以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，而實(shí)際上還沒(méi)有結(jié)果。

缺點(diǎn)

Java 8中的CompletableFuture是向前邁出的一大步。 從對(duì)異步任務(wù)的細(xì)微抽象到功能完善，功能豐富的實(shí)用程序。 但是，在玩了幾天之后，我發(fā)現(xiàn)了一些小缺點(diǎn)：

• 返回前面提到的CompletableFuture<Void> CompletableFuture.allOf() 。 我認(rèn)為可以這樣說(shuō)：如果我通過(guò)一組期貨并希望等待所有這些期貨，那么我也想在它們?nèi)菀椎竭_(dá)時(shí)提取結(jié)果。 使用CompletableFuture.anyOf()甚至更糟。 如果我等待任何期貨完成，那么我將無(wú)法想象傳遞不同類(lèi)型的期貨，比如說(shuō)CompletableFuture<Car>和CompletableFuture<Restaurant> 。 如果我不在乎哪個(gè)先完成，那么我該如何處理返回類(lèi)型？ 通常，您將傳遞同類(lèi)期貨的集合（例如CompletableFuture<Car> ），然后anyOf()可以簡(jiǎn)單地返回該類(lèi)型的期貨（而不是再次代替CompletableFuture<Void> ）。
• 混合可設(shè)置和可聽(tīng)的抽象。 在番石榴中，有ListenableFuture和SettableFuture擴(kuò)展。 ListenableFuture允許注冊(cè)回調(diào)，而SettableFuture增加了從任意線程和上下文設(shè)置（解析）將來(lái)值的可能性。 CompletableFuture與SettableFuture等效，但是沒(méi)有等效于ListenableFuture受限版本。 為什么會(huì)出問(wèn)題呢？ 如果API返回CompletableFuture ，然后有兩個(gè)線程等待它完成（這沒(méi)什么問(wèn)題），那么其中一個(gè)線程可以解決此將來(lái)并喚醒其他線程，而只有API實(shí)現(xiàn)才可以執(zhí)行此操作。 但是，當(dāng)API嘗試在以后解決將來(lái)時(shí)，對(duì)complete()調(diào)用將被忽略。 它可能會(huì)導(dǎo)致真正令人討厭的錯(cuò)誤，在Guava中，將這兩個(gè)責(zé)任分開(kāi)可以避免。
• 在JDK中， CompletableFuture被忽略。 未對(duì)ExecutorService進(jìn)行改裝以返回CompletableFuture 。 從字面上看， CompletableFuture在JDK中未引用任何地方。 這是一個(gè)非常有用的類(lèi)，與Future向下兼容，但在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中并未真正推廣。
• 膨脹的API（？）總共50種方法，大多數(shù)為三種形式。 拆分可設(shè)置和可聽(tīng) （見(jiàn)上文）將有所幫助。 同樣，恕我直言，諸如runAfterBoth()或runAfterEither()類(lèi)的某些方法runAfterBoth()并不屬于任何CompletableFuture 。 fast.runAfterBoth(predictable, ...)和predictable.runAfterBoth(fast, ...)之間有區(qū)別嗎？ 否，但是API支持兩者之一。 實(shí)際上，我相信runAfterBoth(fast, predictable, ...)更好地表達(dá)我的意圖。
• CompletableFuture.getNow(T)應(yīng)該使用Supplier<T>而不是原始引用。 在下面的示例中，無(wú)論將來(lái)是否完成， expensiveAlternative()始終是代碼： future.getNow(expensiveAlternative());

  但是，我們可以輕松地調(diào)整此行為（我知道，這里有一個(gè)小的競(jìng)爭(zhēng)條件，但是原始的getNow（）也可以這種方式工作）：

  public static <T> T getNow(CompletableFuture<T> future,Supplier<T> valueIfAbsent) throws ExecutionException, InterruptedException {if (future.isDone()) {return future.get();} else {return valueIfAbsent.get();} }

  使用此實(shí)用程序方法，我們可以避免在不需要時(shí)調(diào)用expensiveAlternative() ：

  getNow(future, () -> expensiveAlternative()); //or: getNow(future, this::expensiveAlternative);

總體而言， CompletableFuture是我們JDK腰帶中的一款出色的新工具。 較小的API問(wèn)題，有時(shí)由于有限的類(lèi)型推斷而導(dǎo)致語(yǔ)法過(guò)于冗長(zhǎng)，這不會(huì)阻止您使用它。 至少它為更好的抽象和更健壯的代碼奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考： Java 8：我們的JCG合作伙伴 Tomasz Nurkiewicz在Java和社區(qū)博客上的實(shí)踐中的CompletableFuture 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/05/java-8-completablefuture-in-action.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 8：正在运行的CompletableFuture的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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