completablefuture的使用

mikelv01

已于 2024-11-19 15:56:42 修改

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文章标签：异步请求 java

于 2023-10-20 09:37:51 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mikelv01/article/details/133939633

本文详细介绍了JavaCompletableFuture在项目中如何解决接口调用链路中的同步问题，通过异步模型提高性能，包括Future和CompletionStage的概念、使用方法以及在API异步化中的应用，展示了异步化后TP99响应时间的显著提升。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

CompletableFuture使用详解

【Java异常】Variable used in lambda expression should be final or effectively final

CompletableFuture原理与实践-外卖商家端API的异步化
 CompletableFuture异步编排

项目描述

项目接口需要从下游多个接口获取数据，并且下游的网络不稳定还会涉及到循环调用下游接口，导致该接口响应异常慢。

其实调用链路如图所示

在这里插入图片描述

cf1 ~ cf5 都需要调用下游接口，导致只能按照顺序，依次调用接口。其实可以将，例如cf1，cf2 拆分成两个异步请求，没必要cf2必须等待cf1请求完成才请求。

CompletableFuture 简介

之前使用的是同步模型。在同步调用的场景下，接口耗时长、性能差，接口响应时长T > T1+T2+T3+……+Tn。

利用 CompletableFuture 之后，使用的是异步模型，并行从下游获取数据。

Completable实现了两个接口：Future 和 CompletionStage。

Future：表示异步计算结果
CompletionStage：表示异步执行过程中的一个步骤，这个步骤可能是由另外一个 CompletionStage触发的。

随着当前步骤的完成，也可能会触发其他一系列CompletionStage的执行。从而我们可以根据实际业务对这些步骤进行多样化的编排组合，CompletionStage接口正是定义了这样的能力，我们可以通过其提供的thenAppy、thenCompose等函数式编程方法来组合编排这些步骤。

CompletableFuture 内部使用了 ForkJoinPool 来执行异步任务。ForkJoinPool 是一个工作窃取的线程池，它能够有效利用多核处理器的计算能力。

get() 方法

get() 方法是 Future 接口中的一个方法，它阻塞当前线程直到 Future 完成。

如果 Future 正常完成，get() 方法将返回计算结果；

如果 Future 被取消，它将抛出 CancellationException；

如果 Future 抛出异常，它将抛出 ExecutionException。

join() 方法

join() 方法是 CompletableFuture 特有的方法，它阻塞当前线程直到 CompletableFuture 完成。

如果 CompletableFuture 正常完成，join() 方法将返回计算结果；

如果 CompletableFuture 被取消或抛出异常，它将抛出 CompletionException，这是一个未检查异常，该异常包装了原始的异常

区别

异常处理：get()方法抛出的是ExecutionException，而join()方法抛出的是CompletionException。CompletionException是ExecutionException的子类，它提供了更多的信息，例如原始异常的类型和消息。
中断处理：get()方法在被中断时会抛出InterruptedException，而join()方法不会。如果你需要处理中断，应该使用get()方法。
使用场景：join()方法通常用于CompletableFuture链式调用中，因为它抛出的CompletionException可以被链式调用中的exceptionally方法捕获和处理。而get()方法通常用于需要捕获中断异常的场景。

使用教程

具体使用教程可以参考这边文章CompletableFuture原理与实践-外卖商家端API的异步化，描述的十分详细和生动。

项目应用

cf1，cf2由于没有任何依赖，可是需要返回值，故设计为

CompletableFuture<List<xxxDto>> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //业务处理
    if (CollectionUtils.isEmpty(resp.getData())) {
        //其他线程抛出异常
    }
    return resp.getData();
}).exceptionally(ex -> {
    //主线程处理其他线程抛出的异常
});

cf3，cf5由于依赖 cf1, cf2 ，所以可以通过thenApply、thenAccept、thenCompose等方法来实现

但注意，返回数据类型必须相同。

CompletableFuture<xxxDto> cf3 = cf1.thenApply(result1 -> {
  //result1为cf1的结果
  //......
  return resp.getData();
});
CompletableFuture<xxxDto> cf5 = cf2.thenApply(result2 -> {
  //result2为cf2的结果
  //......
  return resp.getData();
});

cf4，依赖cf1，cf2 ，这种二元依赖可以通过thenCombine等回调来实现

CompletableFuture<String> cf4 = cf1.thenCombine(cf2, (result1, result2) -> {
  //result1和result2分别为cf1和cf2的结果
  return "result4";
});

由于cf6依赖cf3，cf4，cf5，这种多元依赖可以通过allOf或anyOf方法来实现，区别是当需要多个依赖全部完成时使用allOf，当多个依赖中的任意一个完成即可时使用anyOf

CompletableFuture<Void> cf6 = CompletableFuture.allOf(cf3, cf4, cf5);
CompletableFuture<String> result = cf6.thenApply(v -> {
  //这里的join并不会阻塞，因为传给thenApply的函数是在CF3、CF4、CF5全部完成时，才会执行 。
  result3 = cf3.join();
  result4 = cf4.join();
  result5 = cf5.join();
  //根据result3、result4、result5组装最终result;
  return "result";
});