Guava 的冲击
由于 JDK1.5 Futrure 的 get 方法获取任务结果必须阻塞等待,Google 看不下去了,开发了 Guava 库
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 装饰器模式
ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newFixedThreadPool(2));
ListenableFuture<String> future = service.submit(new MyCallable());
// 异步非阻塞:观察者模式 当ListenableFuture完成时,需要执行的程序
Futures.addCallback(future, new FutureCallback<String>() {
@Override
public void onSuccess(@Nullable String s) {
}
@Override
public void onFailure(Throwable throwable) {
throwable.printStackTrace();
}
}, service);
log.info("do something in main");
Thread.sleep(1000);
String result = future.get();
log.info("result:{}", result);
}
于是 java 开始慌了,jdk8 赶紧出招,于是直接抄个类似的即可。
用多线程优化性能,其实不过就是将串行操作变成并行操作。在串行转换成并行的过程中,一定会涉及到异步化,如下
// 以下两个方法都是耗时操作
doBizA();
doBizB();
现在是串行的,
为了提升性能,得把它们并行化,那具体实施起来该怎么做呢?
如下,创建俩子线程去执行即可。
new Thread(()->doBizA()).start();
new Thread(()->doBizB()).start();
主线程无需等待doBizA、doBizB的执行结果,即doBizA()和doBizB()两个操作是异步的。
异步化,是并行方案得以实施的基础,利用多线程优化性能这个核心方案得以实施的基础。所以异步编程很重要,因为优化性能是大厂的核心需求。JDK8提供CompletableFuture支持异步编程。
CompletableFuture的核心优势
3个任务:
- 任务1:洗水壶、烧开水
- 任务2负责洗茶壶、洗茶杯和拿茶叶
- 任务3负责泡茶
任务3要等待任务1和任务2都完成后才能开始。
下面是代码实现会发现:无需手工维护线程,无需关注给任务分配线程
//任务1:洗水壶->烧开水
CompletableFuture<Void> f1 =
CompletableFuture.runAsync(()->{
System.out.println("T1:洗水壶...");
sleep(1, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("T1:烧开水...");
sleep(15, TimeUnit.SECONDS);
});
//任务2:洗茶壶->洗茶杯->拿茶叶
CompletableFuture<String> f2 =
CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println("T2:洗茶壶...");
sleep(1, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("T2:洗茶杯...");
sleep(2, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("T2:拿茶叶...");
sleep(1, TimeUnit.SECONDS);
return "龙井";
});
//任务3:任务1和任务2完成后执行:泡茶
CompletableFuture<String> f3 =
f1.thenCombine(f2, (__, tf)->{
System.out.println("T1:拿到茶叶:" + tf);
System.out.println("T1:泡茶...");
return "上茶:" + tf;
});
//等待任务3执行结果
System.out.println(f3.join());
void sleep(int t, TimeUnit u) {
try {
u.sleep(t);
}catch(InterruptedException e){
}
}
// 一次执行结果:
T1:洗水壶...
T2:洗茶壶...
T1:烧开水...
T2:洗茶杯...
T2:拿茶叶...
T1:拿到茶叶:龙井
T1:泡茶...
上茶:龙井
创建CompletableFuture对象
创建CompletableFuture对象主要靠下面代码中展示的这4个
静态方法
头两个使用默认线程池。
runAsync(Runnable runnable)
Runnable 接口的run()方法没有返回值
supplyAsync(Supplier supplier)
Supplier接口的get()方法有返回值
CompletableFuture默认使用公共的ForkJoinPool线程池,这个线程池默认创建的线程数是CPU的核数(也可以通过JVM option:-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism
设置ForkJoinPool线程池的线程数)。
若所有CompletableFuture共享一个线程池,那么一旦有任务执行一些很慢的I/O操作,就会导致线程池中所有线程都阻塞在I/O操作上,从而造成线程饥饿,进而影响整个系统的性能。所以,推荐根据不同业务类型创建不同的线程池,以避免互相干扰。下两个方法可指定线程池
runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
supplyAsync(Supplier supplier, Executor executor)
创建完CompletableFuture对象后,会自动异步执行runnable.run()或者supplier.get(),对一个异步操作,我们关注:
- 异步操作什么时候结束
- 如何获取异步操作的执行结果
因为CompletableFuture类实现了Future接口,所以这些都是通过Future接口解决的。
CompletableFuture类还实现了CompletionStage接口
CompletionStage接口
任务有时序关系,比如
- 串行
比如烧水泡茶,其中洗水壶和烧开水 - 并行
洗水壶、烧开水和洗茶壶、洗茶杯这两组任务之间 - 汇聚
烧开水、拿茶叶这俩任务和泡茶就是汇聚
CompletionStage接口可清晰描述任务之间的这种时序关系,例如
f3 = f1.thenCombine(f2, ()->{
})
描述的就是一种汇聚关系。烧水泡茶中的汇聚关系是一种
- AND 聚合关系
AND指所有依赖的任务(烧开水和拿茶叶)都完成后才开始执行当前任务(泡茶)
还有
- OR聚合关系
OR指的是依赖的任务只要有一个完成就可以执行当前任务。
1 串行关系
CompletionStage接口里面描述串行关系,主要是thenApply、thenAccept、thenRun和thenCompose这四个系列的接口。
thenApply系
fn的类型是接口Function<T, R>,这个接口里与CompletionStage相关的方法是 R apply(T t)
该方法既能接收参数也支持返回值,所以thenApply系列方法返回的是CompletionStage<U>
。
thenAccept系
参数consumer的类型是接口Consumer<T>
,这个接口里与CompletionStage相关的方法是
void accept(T t)
该方法虽然支持参数,但不支持返回值,所以thenAccept系方法返回值是CompletionStage。
thenRun系
参数是Runnable,所以action既不能接收参数也不支持返回值,所以thenRun系列方法返回的也是CompletionStage<Void>
。
Async表示异步执行fn、consumer或action。
thenCompose系
这个系列的方法会新创建出一个子流程,最终结果和thenApply系相同。
看如何使用thenApply()。
supplyAsync()启动一个异步流程,之后是两个串行操作。虽然这是一个异步流程,但任务1、2、3是串行执行,即2依赖1的执行结果,3依赖2的执行结果。
2 AND汇聚
主要是thenCombine、thenAcceptBoth和runAfterBoth系接口
3 OR汇聚
主要是applyToEither、acceptEither和runAfterEither系接口
CompletionStage applyToEither(other, fn);
CompletionStage applyToEitherAsync(other, fn);
CompletionStage acceptEither(other, consumer);
CompletionStage acceptEitherAsync(other, consumer);
CompletionStage runAfterEither(other, action);
CompletionStage runAfterEitherAsync(other, action);
如何使用applyToEither()描述OR汇聚关系。
CompletableFuture<String> f1 =
CompletableFuture.supplyAsync(()->{
int t = getRandom(5, 10);
sleep(t, TimeUnit.SECONDS);
return String.valueOf(t);
});
CompletableFuture<String> f2 =
CompletableFuture.supplyAsync(()->{
int t = getRandom(5, 10);
sleep(t, TimeUnit.SECONDS);
return String.valueOf(t);
});
CompletableFuture<String> f3 =
f1.applyToEither(f2,s -> s);
System.out.println(f3.join());
CompletableFuture 中各种关系(并行、串行、聚合),支持的各种场景。 比如:线程A 等待线程B或线程C等待线程A、B 。
其实CountdownLatch、ThreadPoolExecutor 和Future 就是来解决这些关系场景的,现在有了 completableFuture,可以优先考虑使用 CompletableFuture。
4 异常处理
fn、consumer、action的核心方法都不允许抛受检异常,但无法限制它们抛运行时异常,例如下面的代码,执行 1/0 就会出现除0错误的运行时异常。
非异步编程里,可以用try/catch捕获并处理异常,异步编程里该如何处理呢?
CompletionStage给出的方案很简单,使用这些方法处理异常和串行操作一样的,而且还支持链式编程。
CompletionStage exceptionally(fn);
CompletionStage<R> whenComplete(consumer);
CompletionStage<R> whenCompleteAsync(consumer);
CompletionStage<R> handle(fn);
CompletionStage<R> handleAsync(fn);
- exceptionally()类似try/catch中的catch
- whenComplete()和handle()类似try/finally的finally,无论是否发生异常都会执行whenComplete()中的回调方法consumer和handle()中的回调方法fn
whenComplete()不支持返回结果,handle()支持返回结果。
学了这么多,最后来看个例子:
//采购订单
PurchersOrder po;
CompletableFuture<Boolean> cf =
CompletableFuture.supplyAsync(()->{
// 在MySQL中查询规则
return findRuleByJdbc();
}).thenApply(r -> {
// 规则校验
return check(po, r);
});
Boolean isOk = cf.join();
如上代码问题在于:
- 读数据库属于I/O操作,应定制单独的线程池,避免线程饥饿
- 查出来的结果做为下一步处理的条件,若结果为空,没有对应处理
- 异常未处理
转载:https://blog.csdn.net/qq_33589510/article/details/115732248