动态线程池与CompletableFuture类

浦奕

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分类专栏：多线程文章标签： java spring boot

于 2022-08-18 10:35:15 首次发布

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本文探讨了动态线程池的重要性，它能根据流量调整参数以适应并发需求。介绍了通过Apache Apollo实现线程池参数的动态配置，并展示了CompletableFuture如何简化异步任务的编排，提供更强大的任务组合能力。通过实例展示了如何使用CompletableFuture的thenCombine方法进行多任务处理。

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动态线程池解析与CompletableFuture类

一、动态线程池的需求

我们都知道线程池的引入，使得线程不再频繁创建与销毁，节省了系统的性能。线程池的引入，让线程得到复用，响应速度也更快。当我们使用ThreadPoolExecutor创建线程池时，需要指定参数，那么我们创建的线程池的规模一般是固定的。然而现实生活中，需求总是在变化的，来自用户的流量也是时刻在变化。动态线程池可以根据流量的不同，从而调节线程池中的某些参数。在流量洪峰时增加线程，在流量低谷时减少线程。动态线程池，可以适应并发量的突发性，以及提高系统的可伸缩性。

二、动态线程池的基础

通过ThreadPoolExecutor创建线程池，corePoolSize等参数确定线程池的特性。JDK中的ThreadPoolExecutor类提供了多个参数的set方法，如下图所示：

在这里插入图片描述

通过set方法，可以调整线程池的核心线程数，最大线程数，存活时间，线程工厂和拒绝策略。这些public的set方法是动态线程池实现的基础。

三、动态线程池的实现

虽然上述的set方法，可以实现对线程池参数的更改，但每次修改都需要重新发布，这是一件非常麻烦的事情。我们可以考虑将线程池中的参数从代码中迁移到分布式配置中心中，基于配置中心对线程池ThreadPoolExecutor做一些扩展，实现对运行中线程池参数的动态修改，实时生效。Apollo是携程框架部门研发的分布式配置中心，能够集中管理应用不同集群的配置，在配置修改后能够实时推送到应用端。下面说一下使用的步骤：

下载Apollo并整合SpringBoot，导入Maven依赖，配置application.yml文件，启动类上加@EnableApolloConfig。
在Apollo服务端发布一个线程池配置。
编写核心代码类。
线程测试执行。

四、CompletableFuture

4.1 Future

CompletableFuture是Future的增强，要明白CompleteFuture，得先了解Future。Future是对Runnable或Callable任务结果进行取消、查询状态、获取结果。在实际中，使用FutureTask创建Future。将 Callable 实例当作 FutureTask 构造函数的参数，生成 FutureTask 的对象，放到线程池中或另起线程去执行，最后还可以通过 FutureTask 获取任务执行的结果，代码如下所示：

//子线程任务
public class CallableTask implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("线程正在计算");
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}
public class FutureTaskDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
            CallableTask task = new  CallableTask();
            //构建futureTask
            FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(task);
            //作为Runnable入参
            new Thread(futureTask).start();
            System.out.println("task运行结果：" + futureTask.get());

    }
}

执行结果：

在这里插入图片描述

4.2 CompletableFuture

事实上，Future表示一个异步计算的结果。在异步计算中，Future确实是个非常好用的接口。简单的任务，用Future获取结果还好，但我们并行提交的多个异步任务，往往并不是独立的，很多时候业务逻辑处理存在串行、并行、聚合的关系。如果要我们手动用 Fueture 实现，是非常麻烦的。CompletableFuture是jdk8的新特性，实现了对任务的编排能力。借助这项能力，我们可以轻松地组织不同任务的运行顺序、规则以及方式。它能够创建异步任务、进行异步回调处理、也可以进行多任务组合处理，常用方法如下图所示：

在这里插入图片描述

这里展示一个多任务处理的例子，使用thenCombine方法，将任务1(cf1)与任务2(cf2)联合起来，进行任务3(cf3)，代码如下：

public class CompleteFutureDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<Integer> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread() + " 任务1运行中....");
            return 2;
        });
        CompletableFuture<Integer> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread() + " 任务2运行中....");
            return 3;
        });
        CompletableFuture<Integer> cf3 = cf1.thenCombine(cf2, (a, b) -> {
            System.out.println(Thread.currentThread() + " 任务3运行中....");
            return a + b;
        });
        System.out.println("cf3结果->" + cf3.get());
    }
}

执行结果：

在这里插入图片描述