前段時間工作上比較忙，這篇文章一直沒來得及寫，本文是閱讀《Java8實戰》的時候，瞭解到Java 8裏已經提供了一個異步非阻塞的接口（CompletableFuture），可以實現簡單的響應式編程的模式，因此用這篇文章做個梳理。我是帶着下面這幾個問題去學習CompletableFuture這個接口的，
- CompletableFuture是爲了解決什麼問題而設計的？
- 它的使用場景是什麼？開源軟件中有實戰使用案例嗎？
- CompletableFuture的常用API都有哪些？如何使用？
- CompletableFuture和RxJava有什麼不同？
這篇文章梳理下來，基本上可以回答前面四個問題，OK，我們進入正文。
基本概念
RPC（遠程方法調用）的四種方式有：oneway、sync、future和callback，在dubbo或bolt這類通信框架中，默認使用的是sync模式（同步+阻塞），future和callback都屬於異步模式，不過future模式在get的時候會阻塞，callback模式則不需要等待結果，有結果後服務端會回調請求方。
異步調用這類模式，比較適合的場景是IO密集型場景，要執行很多遠程調用的任務，並且這些調用耗時可能比較久。以openwrite中的一個case爲例：我發佈一篇文章，需要給幾個不同的寫作平臺創建文章，這時候我不希望這個過程是順序的，就比較適合用異步調用模式。
Future模式除了在get()調用的時候會阻塞外，還有其他的侷限性，例如：沒有使用Java Lambda表達式的優勢，對一連串的異步調用可以支持，但是寫出來的代碼會比較複雜。
CompletableFuture的常用API
閱讀CompletableFuture的API的時候，我有一個體會——CompletableFuture之於Future，除了增加了回調這個最重要的特性，其他的特性有點像Stream對於集合迭代的增強。
使用CompletableFuture，我們可以像Stream一樣使用一部調用，可以處理一些級聯的異步調用（類似於Stream裏的flatMap）、可以過濾一些無用的異步調用（anyOf、allOf）。
下面這張圖是我按照自己的理解，梳理除了CompletableFuture常見的API，閱讀的時候需要注意下面幾個點：
- 把握幾個大的分類：創建CompletableFuture、獲取CompletableFuture的執行結果、主動結束CompletableFuture、異步調用任務的組合處理；
- 看着方法多，但是有規律可循，例如apply字樣的接口，傳入的方法參數都是有返回值的；
- 帶either字樣的，都是多個異步任務有一個滿足條件即可的；
- 帶executor方法的，都表示該方法可以用自定義的線程池來優化性能。
Dubbo項目中的使用案例
Dubbo對於異步化的支持起始在2.6.x中就有提供，是在發佈bean的時候加個屬性配置——async=true，然後利用上下文將異步標識一層層傳遞下去。在之前的公司中有一次排查dubbo（當時我們用的是dubbox）異步調用的問題，最後查到的原因就是多個異步調用，上下文裏的信息串了。
Dubbo 2.7 中使用了 JDK1.8 提供的 CompletableFuture 原生接口對自身的異步化做了改進。CompletableFuture 可以支持 future 和 callback 兩種調用方式。在Dubbo最新的master代碼中，我知道了Dubbo的異步結果的定義，它的類圖如下，可以看出AsyncRpcResult是一個CompletableFuture接口的實現。
實戰Demo
通過下面的例子，可以看出CompletableFuture的最大好處——callback特性。首先定義一個接口，其中包括同步接口和該接口的異步版本。
public interface AsyncInterfaceExample {
String computeSomeThine();
CompletableFuture<String> computeSomeThingAsync();
}然後定義該接口的實現類，可以看出，如果要講現有的同步接口異步化，是比較容易的；
public class AsyncInterfaceExampleImpl implements AsyncInterfaceExample {
@Override
public String computeSomeThine() {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
return "hello, world";
}
@Override
public CompletableFuture<String> computeSomeThingAsync() {
return CompletableFuture.supplyAsync(this::computeSomeThine);
}
}然後看下我們的測試case，如下：
public class AsyncInterfaceExampleTest {
private static String getOtherThing() {
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "other";
}
public static void main(String[] args) {
AsyncInterfaceExample asyncInterfaceExample = new AsyncInterfaceExampleImpl();
//case1 同步調用
long start = System.currentTimeMillis();
String someThing = asyncInterfaceExample.computeSomeThine();
String other = getOtherThing();
System.out.println("cost:" + (System.currentTimeMillis() - start) + " result:" + someThing + other);
//case2 異步調用，使用回調
start = System.currentTimeMillis();
CompletableFuture<String> someThingFuture = asyncInterfaceExample.computeSomeThingAsync();
other = getOtherThing();
long finalStart = start;
String finalOther = other;
someThingFuture.whenComplete((returnValue, exception) -> {
if (exception == null) {
System.out.println(
"cost:" + (System.currentTimeMillis() - finalStart) + " result:" + returnValue + finalOther);
} else {
exception.printStackTrace();
}
});
}
}上面這個案例的執行結果如下圖所示：
***本號專注於後端技術、JVM問題排查和優化、Java面試題、個人成長和自我管理等主題，爲讀者提供一線開發者的工作和成長經驗，期待你能在這裏有所收穫。