多线程JUC 第2季 Future接口与completablefuture接口异步

原创已于 2024-03-28 11:59:33 修改 · 464 阅读

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于 2024-03-14 23:08:22 首次发布

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本文详细介绍了Java中的Future接口、Callable接口、FutureTask以及CompletableFuture接口的使用，包括它们的特点、API、示例代码和场景应用，同时涵盖异步任务的回调机制和数据查询的并发实现。

一 future接口

1.1 future接口

future接口是jdk5之后提供的一个处理异步操作的接口，可以获取执行结果，取消执行结果，判断任务是否执行完成。

如果主线程需要执行一个耗时的计算任务，可以使用future把这个任务放到异步线程中执行。主线程继续处理其他任务或者先行结束，再通过future获取计算结果。

future接口可以为主线程开一个分支任务，专门为主线程处理耗时和费力的复杂业务。

特点：多线程，又返回值，异步任务。

缺点是：get方法是阻塞的；且获取之线程的状态是isDone方法需要写在while语句中，存在消耗cpu资源情况。

1.2 api

Runnable接口无返回值；

callable接口有返回值，且抛出异常；

future接口和futuretask接口。

目的异步多线程任务执行且有返回结果。例子老师让班长买水，为启动的异步多线程任务且买到水有结果返回。

1.3 代码

public class FutureDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        FutureTask<String> futureTask=new FutureTask<>(new MyTask());
       Thread t= new Thread(futureTask,"t1");
       t.start();
       System.out.println("jieguo :"+futureTask.get());

    }
}

线程类

public class MyTask implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("callable  come in....");
        return "nihao";
    }
}

1.4 场景案例

使用get，和isdone获取状态

package com.ljf.thread.future24;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * @ClassName: FutureGetStatus
 * @Description: TODO
 * @Author: admin
 * @Date: 2024/03/19 16:54:37 
 * @Version: V1.0
 **/
public class FutureGetStatus {
    public static void main(String args[]) throws ExecutionException, InterruptedException {
      System.out.println("");
        FutureTask<Integer> task=new FutureTask(new Callable() {
            @Override
            public Object call() throws Exception {
                Thread.sleep(3000);
                int k=5;
                return k;
            }
        });
        Thread t1 = new Thread(task, "t1");
        t1.start();
        //主线程进行判断
        while(true){
            if(task.isDone()){
                System.out.println("获取结果："+task.get());
                break;
            }
            else{
                System.out.println("子线程还没有执行完。。。");
                Thread.sleep(100);
            }
        }
    }
}

二 CompletableFuture接口

2.1 创建任务

创建异步任务的方法： runAsync方法没有返回值；supplyAsync方法有返回值

public class CFBuild {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(3);
        CompletableFuture<Void> completableFuture=CompletableFuture.runAsync(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
               System.out.println("没有返回值。。。。");
            }
        },executorService);
        System.out.println(completableFuture.get());
      CompletableFuture<String> completableFuture1=CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<String>() {
          @Override
          public String get() {
              return "DDD";
          }
      },executorService);
      System.out.println("c:"+completableFuture1.get());
        executorService.shutdown();

    }
}

2.2 回调任务

2.回调方法：如果我们需要对计算结果进行一个处理，它有一个计算完成时的回调方法，当CompletableFuture计算完成或者抛出异常的时候，whenCompleteAsync 用来处理正常的计算结果， exceptionally用来处理异常情况。

whenComplete：是执行当前任务的线程，继续执行whenComplete的任务。

whenCompleteAsync：是把执行whenCompleteAsync 这个任务继续提交给线程池来进行执行。方法不以Async结尾，意味着Action使用相同的线程执行；而以Async结尾，可能会使用其他线程执行（如果是使用相同的线程池，也可能会被同一个线程选中执行）

public class CFWhenCompelete {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
        try {
            CompletableFuture completableFuture= CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Object>() {
                public String get() {
                    return "DDD";

                }
            },threadPool).whenCompleteAsync((v,e)->{
                if (e == null) {
                    System.out.println("-----计算完成，更新系统UpdateValue："+v);
                }
            }).exceptionally((e)->{
                e.printStackTrace();
                System.out.println("异常情况："+e.getCause()+"\t"+e.getMessage());
                return null;
            });
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程先去忙其它任务");
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            threadPool.shutdown();
        }
        System.out.println("wo zai chazhao ");
    }
}

2.3 获取结果join方法

当获取结果没有执行完，用填补值显示，执行完，返回执行结果。

System.out.println("jon2："+ctf.complete("wancheng123")+" "+ctf.join());

package com.ljf.thread.future24;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @ClassName: CTFJoin
 * @Description: TODO
 * @Author: admin
 * @Date: 2024/03/23 10:59:11 
 * @Version: V1.0
 **/
public class CTFJoin {
    public static void main(String args[]){
      System.out.println("");
        CompletableFuture<String> ctf=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "over";
        });
        //暂停几秒钟线程
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
       // System.out.println("join:"+ctf.join());
        System.out.println("jon2："+ctf.complete("wancheng123")+" "+ctf.join());
    }

}

2.4 函数式接口

2.5 串行执行任务的方式

1.thenApply：接收上游的值，自己处理结果，进行返回结果值。当前步骤错误，不往下游执行。

handler：有异常可以往下一步走。

2.thenAccept：接收上游的值，自己处理结果，无返回值。

3.thenRun：不接收上游的值，自己处理结果，无返回值。

代码

public class CFBCuan {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "resultA").thenRun(() -> {}).join());
        System.out.println(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "resultA").thenAccept(r -> System.out.println(r)).join());
        System.out.println(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "resultA").thenApply(r -> r + "resultB").join());
    }
}

结果

2.6 结果的选择与合并

1.使用applyToEither 选择其中一个。2.thenCombine 结果进行合并

public class CFBCombine {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {


        CompletableFuture<String> cf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "A";});
        CompletableFuture<String> cf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "B";});
       // CompletableFuture<String> cf3=    cf1.applyToEither(cf2,(f)->{  return f+"c";});
        CompletableFuture<String> cf3=    cf1.thenCombine(cf2,(a,b)->{  return a+b+"c";});
        System.out.println("=-=======");
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("结果："+cf3.join());
    }
}

三综合案例

3.1 案例异步查询数据

1.核心代码截图

2.完整代码

public class ListToMap {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu=new Student();
        stu.setName("ljf");
        stu.setAge(23);
        List<Student> list=new ArrayList<>();
        list.add(stu);
        Student stu2=new Student();
        stu2.setName("beijing");
        stu2.setAge(43);
        list.add(stu2);
        //list.stream().map((e)->{ return e.getName();}).forEach((x)->{System.out.println("x:"+x);});
     //   list.stream().map((e)->{  return "nihao:";}).collect(Collectors.toList());
    //   List<String> strList=  list.stream().map(e -> "nihao:"+e.getName()).collect(Collectors.toList());
        List<String> strList = show( list);
       System.out.println("str:"+strList.toString());
        List<String> strList2 = show2(list);
        System.out.println("str2:"+strList2.toString());


    }
    public static List<String> show(List<Student> list){
      return  list.stream().map(e -> e.getName()+">>pinjie").collect(Collectors.toList());

    }
    public static List<String> show2(List<Student> list){
        return list.stream().map(st ->  CompletableFuture.supplyAsync(() -> String.format(st.getName() + " 的年龄是 is %d",
                        st.getAge()))).collect(Collectors.toList())
                .stream()
                .map(s -> s.join())
                .collect(Collectors.toList());
    }

}

3.执行结果