Java8 CompletableFuture异步编程-入门篇

需求：替换新闻稿 ( news.txt ) 中敏感词汇 ，把敏感词汇替换成*，敏感词存储在 filter_words.txt 中 news.txt

oh my god!completablefuture真tmd好用呀

PS: 后续的演示文件，就不一一展示，我们可以自己定义一些内容，用于处理即可

public class FutureDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
​
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        // step 1: 读取敏感词汇
        Future<String[]> filterWordFuture = executor.submit(() -> {
            String str = CommonUtils.readFile("filter_words.txt");
            String[] filterWords = str.split(",");
            return filterWords;
        });
​
        // step 2: 读取新闻稿文件内容
        Future<String> newsFuture = executor.submit(() -> {
            return CommonUtils.readFile("news.txt");
        });
​
        // step 3: 替换操作(当敏感词汇很多，文件很多，替换也会是个耗时的任务)
        Future<String> replaceFuture = executor.submit(() -> {
            String[] words = filterWordFuture.get();
            String news = newsFuture.get();
​
            // 替换敏感词汇
            for (String word : words) {
                if (news.indexOf(word) >= 0) {
                    news = news.replace(word, "**");
                }
            }
            return news;
        });
​
        String filteredNews = replaceFuture.get();
        System.out.println("过滤后的新闻稿:" + filteredNews);
​
        executor.shutdown();
    }
}
​

通过上面的代码，我们会发现，Future相比于所有任务都直接在主线程处理，有很多优势，但同时也存在不足，至少表现如下：

• 在没有阻塞的情况下，无法对Future的结果执行进一步的操作。Future不会告知你它什么时候完成，你如果想要得到结果，必须通过一个get()方法，该方法会阻塞直到结果可用为止。 它不具备将回调函数附加到Future后并在Future的结果可用时自动调用回调的能力。
• 无法解决任务相互依赖的问题。filterWordFuture和newsFuture的结果不能自动发送给replaceFuture，需要在replaceFuture中手动获取，所以使用Future不能轻而易举地创建异步工作流。
• 不能将多个Future合并在一起。假设你有多种不同的Future，你想在它们全部并行完成后然后再运行某个函数，Future很难独立完成这一需要。
• 没有异常处理。Future提供的方法中没有专门的API应对异常处理，还是需要开发者自己手动异常处理。

1.3 CompletableFuture 的优势

CompletableFuture 实现了Future和CompletionStage接口

CompletableFuture 相对于 Future 具有以下优势：

• 为快速创建、链接依赖和组合多个Future提供了大量的便利方法。
• 提供了适用于各种开发场景的回调函数，它还提供了非常全面的异常处理支持。
• 无缝衔接和亲和 lambda 表达式 和 Stream - API 。
• 我见过的真正意义上的异步编程，把异步编程和函数式编程、响应式编程多种高阶编程思维集于一身，设计上更优雅。

2、创建异步任务

2.1 runAsync

如果你要异步运行某些耗时的后台任务,并且不想从任务中返回任何内容，则可以使用CompletableFuture.runAsync()方法。它接受一个Runnable接口的实现类对象，方法返回CompletableFuture 对象

static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable);

演示案例：开启一个不从任务中返回任何内容的CompletableFuture异步任务

public class RunAsyncDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // runAsync 创建异步任务
        CommonUtils.printThreadLog("main start");
        // 使用Runnable匿名内部类
        CompletableFuture.runAsync(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                CommonUtils.printThreadLog("读取文件开始");
                // 使用睡眠来模拟一个长时间的工作任务(例如读取文件，网络请求等)
                CommonUtils.sleepSecond(3);
                CommonUtils.printThreadLog("读取文件结束");
            }
        });
​
        CommonUtils.printThreadLog("here are not blocked,main continue");
        CommonUtils.sleepSecond(4); //  此处休眠为的是等待CompletableFuture背后的线程池执行完成。
        CommonUtils.printThreadLog("main end");
    }
}

我们也可以以Lambda表达式的形式传递Runnable接口实现类对象

public class RunAsyncDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // runAsync 创建异步任务
        CommonUtils.printThreadLog("main start");
        // 使用Lambda表达式
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            CommonUtils.printThreadLog("读取文件开始");
            CommonUtils.sleepSecond(3);
            CommonUtils.printThreadLog("读取文件结束");
        });
​
        CommonUtils.printThreadLog("here are not blocked,main continue");
        CommonUtils.sleepSecond(4);
        CommonUtils.printThreadLog("main end");
    }
}
​

需求：使用CompletableFuture开启异步任务读取 news.txt 文件中的新闻稿，并打印输出。

public class RunAsyncDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求：使用多线程异步读取 words.txt 中的敏感词汇，并打印输出。
        CommonUtils.printThreadLog("main start");
​
        CompletableFuture.runAsync(()->{
            String news = CommonUtils.readFile("news.txt");
            CommonUtils.printThreadLog(news);
        });
​
        CommonUtils.printThreadLog("here are not blocked,main continue");
        CommonUtils.sleepSecond(4);
        CommonUtils.printThreadLog("main end");
    }
}

在后续的章节中，我们会经常使用Lambda表达式。

2.2 supplyAsync

CompletableFuture.runAsync() 开启不带返回结果异步任务。但是，如果您想从后台的异步任务中返回一个结果怎么办？此时，CompletableFuture.supplyAsync()是你最好的选择了。

static CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)

它入参一个 Supplier 供给者，用于供给带返回值的异步任务 并返回CompletableFuture，其中U是供给者给程序供给值的类型。

需求：开启异步任务读取 news.txt 文件中的新闻稿，返回文件中内容并在主线程打印输出

public class SupplyAsyncDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CommonUtils.printThreadLog("main start");
​
        CompletableFuture<String> newsFuture = CompletableFuture.