CompletableFuture使用詳解

在多線程中，使用線程池時使用Future獲得異步執行結果時，要麼調用阻塞方法get()，要麼輪詢看isDone()是否爲true，這兩種方法都不是很好，因爲主線程也會被迫等待。
從Java 8開始引入了CompletableFuture，它針對Future做了改進，可以傳入回調對象，當異步任務完成或者發生異常時，自動調用回調對象的回調方法。

一.CompletableFuture簡介

Future可明確地完成（設定其值和狀態），並且可以被用作CompletionStage，支持相關的功能和動作的，其完成後觸發。
當兩個或多個線程嘗試對 complete， completeExceptionally或 cancel CompletableFuture進行操作時，只有其中一個成功。

除了直接操作狀態和結果的這些方法和相關方法之外，CompletableFuture還CompletionStage使用以下策略實現接口：

爲非異步方法的相關完成提供的動作可以由完成當前CompletableFuture的線程執行，也可以由完成方法的任何其他調用者執行。
所有沒有顯式Executor參數的異步方法都使用來執行ForkJoinPool.commonPool() （除非它不支持並行度至少爲2，在這種情況下，將創建一個新的Thread來運行每個任務）。爲了簡化監視，調試和跟蹤，所有生成的異步任務都是標記接口的實例CompletableFuture.AsynchronousCompletionTask。
所有CompletionStage方法都是獨立於其他公共方法實現的，因此一個方法的行爲不受子類中其他方法的覆蓋影響。

CompletableFuture還Future採用以下策略實施：

由於（與FutureTask此類不同）此類無法直接控制導致其完成的計算，因此取消被視爲異常完成的另一種形式。方法cancel具有與相同的效果 completeExceptionally(new CancellationException())。方法 isCompletedExceptionally()可用於確定CompletableFuture是否以任何特殊方式完成。
如果使用CompletionException異常完成，則方法get()和get(long, TimeUnit)拋出具有 ExecutionException與相應CompletionException中所保存的原因相同的原因。爲了簡化大多數情況下的用法，此類還定義了方法，join()並且 getNow(T)在這些情況下直接拋出CompletionException。

二.常用Api介紹與實戰

2.1 runAsync

runAsync(Runnable runnable)
返回一個新的CompletableFuture，它在運行給定操作後由運行在 ForkJoinPool.commonPool()中的任務異步完成。
runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
返回一個新的CompletableFuture，它在運行給定操作之後由在給定執行程序中運行的任務異步完成。

代碼示例

  @SneakyThrows
  public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<Void> cf2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            set(6.0, 10.0);
        });
        Thread.sleep(2000);
    }

    public static Double set(Double x,Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        return Double.sum(x,y);
    }

2.2 supplyAsync

supplyAsync(Supplier supplier)
返回一個新的CompletableFuture，它通過在 ForkJoinPool.commonPool()中運行的任務與通過調用給定的供應商獲得的值異步完成。
supplyAsync(Supplier supplier, Executor executor)
返回一個新的CompletableFuture，由給定執行器中運行的任務異步完成，並通過調用給定的供應商獲得的值
代碼示例

    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return set(6.0, 10.0);
        });
        Thread.sleep(2000);
    }

    public static Double set(Double x,Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        return Double.sum(x,y);
    }

2.3 thenAccept和exceptionally

thenAccept(Consumer<? super T> action)
返回一個新的CompletionStage，當此階段正常完成時，將以該階段的結果作爲提供的操作的參數執行。
exceptionally(Function<Throwable,? extends T> fn)
返回一個新的CompletableFuture，當CompletableFuture完成時完成，結果是異常觸發此CompletableFuture的完成特殊功能的給定功能; 否則，如果此CompletableFuture正常完成，則返回的CompletableFuture也會以相同的值正常完成。
代碼示例

 @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return set(6.0, 10.0);
        });
        //成功後執行
        cf2.thenAccept((sum)->{
            System.out.println("最終的值爲:"+sum);
        });
        //失敗執行
        cf2.exceptionally((e)->{
            e.printStackTrace();
            return null;
        });
        Thread.sleep(2000);
    }

    public static Double set(Double x,Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        return Double.sum(x,y);
    }

2.4 串行與並行

2.4.1 串行

   @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return set(6.0, 10.0);
        });
        //成功後執行 執行下一個
        CompletableFuture<Double> cf3 = cf2.thenApplyAsync((setUp) -> {
           return setUp(10.0,9.98);
        });
        cf2.thenAccept(sum-> System.out.println("sum:"+sum));
        cf3.thenAccept(sum-> System.out.println("setUp:"+sum));
        //失敗執行
        cf2.exceptionally((e)->{
            e.printStackTrace();
            return null;
        });
        Thread.sleep(2000);
    }

    @SneakyThrows
    public static Double set(Double x, Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        Thread.sleep(500);
        return Double.sum(x,y);
    }

    @SneakyThrows
    public static Double setUp(Double x, Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        Thread.sleep(500);
        return Double.sum(x,y);
    }

執行結果

2.4.2 並行

allOf(CompletableFuture<?>… cfs)
返回一個新的CompletableFuture，當所有給定的CompletableFutures完成時，完成。
anyOf(CompletableFuture<?>… cfs)
返回一個新的CompletableFuture，當任何一個給定的CompletableFutures完成時，完成相同的結果。

    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        //創建兩個異步的 CompletableFuture
        CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return set(6.0, 10.0);
        });
        CompletableFuture<Double> cf3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
           return setUp(10.0,9.98);
        });
        //將 cf2 cf3 進行合併
        CompletableFuture<Object> objcf = CompletableFuture.anyOf(cf2, cf3);
        // 分別執行 ，獲取 相應的返回值
        CompletableFuture<Object> obj1 = objcf.thenApplyAsync(set -> {
            return set;
        });
        CompletableFuture<Object> obj2 = objcf.thenApplyAsync(setUp -> {
            return setUp;
        });
        //在次合併
        CompletableFuture<Object> objectCompletableFuture = CompletableFuture.anyOf(obj1, obj2);
        //統一sum
        objectCompletableFuture.thenAccept(result->{
            System.out.println("sum:"+result);
        });
        Thread.sleep(2000);
    }

    @SneakyThrows
    public static Double set(Double x, Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        Thread.sleep(500);
        return Double.sum(x,y);
    }

    @SneakyThrows
    public static Double setUp(Double x, Double y){
        System.out.println("X="+x + "---- Y="+y);
        Thread.sleep(500);
        return Double.sum(x,y);
    }

執行結果

實際應用示例：
https://github.com/Dylan-haiji/javayh-platform/blob/master/javayh-starter/javayh-common-starter/src/main/java/com/javayh/common/exception/GlobalExceptionHandler.java

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SpringCloud學習代碼： https://github.com/Dylan-haiji/javayh-cloud
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Redis、Mongo、Rabbitmq、Kafka學習代碼： https://github.com/Dylan-haiji/javayh-middleware
SpringBoot+SpringSecurity實現自定義登錄學習代碼：https://github.com/Dylan-haiji/javayh-distribution

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2.1 runAsync

2.2 supplyAsync

2.3 thenAccept和exceptionally

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