【Java】《Java8 实战》 CompletableFuture 学习

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已于 2023-02-19 20:00:11 修改 · 1.1k 阅读

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#java #学习 #开发语言

于 2023-02-19 19:59:51 首次发布

本文介绍了并发和并行的概念，以及它们在多线程编程中的作用。重点讲解了Java8中的CompletableFuture类，它是为了解决Future异步编程的局限性而引入的。通过示例展示了CompletableFuture的创建、应用、工厂方法、join()方法、任务编排、响应completion事件和异常处理，强调了在计算密集型和IO密集型任务中何时选择使用CompletableFuture或ParallelStream。

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前言

看《Java8 实战》后，觉得自己对多线程应用还是停留在 JUC 工具类的使用上，忽略了 CompletableFuture 这么强大的工具。本文主要内容

复习并行、并发的概念。
多线程的编程模型
CompletableFuture 让多线程编程更加清爽
有时间的话，补充 CompletableFuture 的内部原理

1. 并发(Concurrent) 和并行(Parallel)

Concurrent 和 Parallel 作为形容词，并列到一起。对应Java 的类名/方法名也有所体现：

ConcurrentHashMap
parallelStream()

在这里插入图片描述

1.1 并发的来源

在单核CPU的时代，根本不可能真正同时运行一个以上的线程（进程是线程的容器，Linux是把时间片分给线程）。
假设有网易音乐、Chrome浏览器这两个应用需要同时运行，操作系统会轮流把这两个应用的任务放到同一个线程上执行。
宏观上看，CPU把时间片分给了不同应用，不同应用持有单个线程某一段时间的运行权力。这就是并发技术。

1.2 并发技术解决了什么问题

在 web 技术中，同一时刻请求的接收能力提高了，具体的：
如果有耗时较长的数据库查询、外部资源请求，一个线程不具有并发能力则耗时操作会一直阻塞后面的请求。

2. 并行的来源

多核CPU的出现

2.1 并行解决了什么问题

除了压榨硬件资源从而提高响应速度外，还尽可能减少任务之间的并发度。因为一个CPU核心管一个任务的情况下，任务之间是隔离的，也就是线程安全的。

3. CompletableFuture 简介

这个类是 Java 8 引入的，用于解决 Futrue 异步编程的局限性：

Futrue 任务之间的依赖关系很难表达
等待Futrue集合中的所有任务都完成
应对Future的完成事件

“可以说 CompletableFuture 和 Future 的关系就跟 Stream 和 Collections的关系一样”

4. CompletableFuture 简单应用

定义一个异步任务

public Future<Double> getPriceAsync(String product) {
   
   

	// 用于接收异步任务的响应
	CompletableFuture<Double> futurePrice = new CompletableFuture<>();
	
	// 异步任务
	new Thread( () -> {
   
   
			try {
   
   
				double price = calculatePrice(product);
				// 异步任务完成后通知（带上返回值）
				futurePrice.complete(price);
			} catch (Exception ex) {
   
   
				// 异步任务有异常，也会通知调用方
				futurePrice.completeExceptionally(ex);
			}
		}
	).start();

	return futurePrice;
}

调用异步任务

Future<Double> futurePrice = shop.getPriceAsync("my favorite product"

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