CompletableFuture 简介
CompletableFuture是JDK8中新加入的一个实现类CompletableFuture,实现了Future, CompletionStage两个接口。
当一个Future可能需要显示地完成时,使用CompletionStage接口去支持完成时触发的函数和操作。
当两个及以上线程同时尝试完成、异常完成、取消一个CompletableFuture时,只有一个能成功。
CompletableFuture实现了CompletionStage接口的如下策略:
为了完成当前的CompletableFuture接口或者其他完成方法的回调函数的线程,提供了非异步的完成操作。
没有显式入参Executor的所有async方法都使用ForkJoinPool.commonPool()为了简化监视、调试和跟踪,所有生成的异步任务都是标记接口AsynchronousCompletionTask的实例。
所有的CompletionStage方法都是独立于其他共有方法实现的,因此一个方法的行为不会受到子类中其他方法的覆盖。
CompletableFuture实现了Future接口的如下策略:
CompletableFuture无法直接控制完成,所以cancel操作被视为是另一种异常完成形式。方法isCompletedExceptionally可以用来确定一个CompletableFuture是否以任何异常的方式完成。
以一个CompletionException为例,方法get()和get(long,TimeUnit)抛出一个ExecutionException,对应CompletionException。为了在大多数上下文中简化用法,这个类还定义了方法join()和getNow,而不是直接在这些情况中直接抛出CompletionException。
CompletableFuture中4个异步执行任务静态方法:
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public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier) {
return asyncSupplyStage(asyncPool, supplier);
}
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier,Executor executor) {
return asyncSupplyStage(screenExecutor(executor), supplier);
}
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) {
return asyncRunStage(asyncPool, runnable);
}
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor) {
return asyncRunStage(screenExecutor(executor), runnable);
}
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其中supplyAsync用于有返回值的任务,runAsync则用于没有返回值的任务。Executor参数可以手动指定线程池,否则默认ForkJoinPool.commonPool()系统级公共线程池,
注意:这些线程都是Daemon线程,主线程结束Daemon线程不结束,只有JVM关闭时,生命周期终止。
异常处理
CompletableFuture实现了Future接口,因此你可以像Future那样使用它。
其次,CompletableFuture并非一定要交给线程池执行才能实现异步,你可以像下面这样实现异步运行:
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@Test
public void test1() throws ExecutionException, InterruptedException {
CompletableFuture<String> completableFuture = new CompletableFuture<>();
new Thread(() -> {
// 模拟执行耗时任务
System.out.println("task doing...");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 告诉completableFuture任务已经完成
completableFuture.complete("ok");
}).start();
// 获取任务结果,如果没有完成会一直阻塞等待
String result = completableFuture.get();
System.out.println("计算结果:" + result);
}
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如果没有意外,上面发的代码工作得很正常。但是,如果任务执行过程中产生了异常会怎样呢?
非常不幸,这种情况下你会得到一个相当糟糕的结果:异常会被限制在执行任务的线程的范围内,最终会杀死该线程,而这会导致等待get方法返回结果的线程永久地被阻塞。
客户端可以使用重载版本的get 方法,它使用一个超时参数来避免发生这样的情况。这是一种值得推荐的做法,你应该尽量在你的代码中添加超时判断的逻辑,避免发生类似的问题。
使用这种方法至少能防止程序永久地等待下去,超时发生时,程序会得到通知发生了TimeoutException 。不过,也因为如此,你不能确定执行任务的线程内到底发生了什么问题。
为了能获取任务线程内发生的异常,你需要使用
CompletableFuture的completeExceptionally方法将导致CompletableFuture内发生问题的异常抛出。这样,当执行任务发生异常时,调用get()方法的线程将会收到一个 ExecutionException异常,该异常接收了一个包含失败原因的Exception 参数。
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@Test
public void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {
CompletableFuture<String> completableFuture = new CompletableFuture<>();
new Thread(() -> {
// 模拟执行耗时任务
System.out.println("task doing...");
try {
Thread.sleep(3000);
int i = 1/0;
} catch (Exception e) {
// 告诉completableFuture任务发生异常了
completableFuture.completeExceptionally(e);
}
// 告诉completableFuture任务已经完成
completableFuture.complete("ok");
}).start();
// 获取任务结果,如果没有完成会一直阻塞等待
String result = completableFuture.get();
System.out.println("计算结果:" + result);
}
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举个例子
JDK CompletableFuture 自带多任务组合方法allOf和anyOf
allOf是等待所有任务完成,构造后CompletableFuture完成
anyOf是只要有一个任务完成,构造后CompletableFuture就完成
其它方法的中文解释查看此文☞
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public class CompletableFutureDemo {
@Test
public void test1(){
long start = System.currentTimeMillis();
// 结果集
List<String> list = new ArrayList<>();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
List<Integer> taskList = Arrays.asList(2, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
// 全流式处理转换成CompletableFuture[]+组装成一个无返回值CompletableFuture,join等待执行完毕。返回结果whenComplete获取
CompletableFuture[] cfs = taskList.stream()
.map(integer -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> calc(integer), executorService)
.thenApply(h->Integer.toString(h))
.whenComplete((s, e) -> {
System.out.println("任务"+s+"完成!result="+s+",异常 e="+e+","+new Date());
list.add(s);
})
).toArray(CompletableFuture[]::new);
// 封装后无返回值,必须自己whenComplete()获取
CompletableFuture.allOf(cfs).join();
System.out.println("list="+list+",耗时="+(System.currentTimeMillis()-start));
}
public int calc(Integer i) {
try {
if (i == 1) {
Thread.sleep(3000);//任务1耗时3秒
} else if (i == 5) {
Thread.sleep(5000);//任务5耗时5秒
} else {
Thread.sleep(1000);//其它任务耗时1秒
}
System.out.println("task线程:" + Thread.currentThread().getName()
+ "任务i=" + i + ",完成!+" + new Date());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return i;
}
}
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常用多线程并发,取结果归集的几种实现方案
描述 |
原理 |
多任务并发执行 |
获取任务结果的顺序 |
异常捕捉 |
建议 |
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Future |
Future接口 |
支持 |
按照提交顺序获取结果 |
自己捕捉 |
CPU高速轮询,耗资源,可以使用,但不推荐 |
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FutureTask |
接口RunnableFuture的唯一实现类,RunnableFuture接口继承自Future+Runnable |
支持 |
未知 |
自己捕捉 |
功能不对口,并发任务这一块多套一层,不推荐使用 |
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CompletionService |
内部通过阻塞队列+FutureTask接口 |
支持 |
支持任务完成的先后顺序 |
自己捕捉 |
推荐使用,没有JDK8CompletableFuture之前最好的方案,没有质疑 |
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CompletableFuture |
JDK8实现了Future, CompletionStage两个接口 |
支持 |
支持任务完成的先后顺序 |
原生API支持,返回每个任务的异常 |
API极端丰富,配合流式编程,速度飞起,推荐使用 |
上表来源:https://www.cnblogs.com/dennyzhangdd/p/7010972.html |
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参考: