Java8中CompletableFuture怎么使用
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摘要: 1.概述CompletableFuture是jdk1.8引入的实现类。扩展了Future和CompletionStage,是一个可以在任务完成阶段触发一些操作Future。简单的来讲就是可以实现异步回调。2.为什么引入CompletableFuture对于jdk1.5的Future,虽然提供了异步处理任务的能力,但是获取结果的方式很不优雅,还是需要通过阻塞(或者... ...
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(为您整理了一些要点),点击可以直达。CompletableFuture是jdk1.8引入的实现类。扩展了Future和CompletionStage,是一个可以在任务完成阶段触发一些操作Future。简单的来讲就是可以实现异步回调。
对于jdk1.5的Future,虽然提供了异步处理任务的能力,但是获取结果的方式很不优雅,还是需要通过阻塞(或者轮训)的方式。如何避免阻塞呢?其实就是注册回调。
业界结合观察者模式实现异步回调。也就是当任务执行完成后去通知观察者。比如Netty的ChannelFuture,可以通过注册监听实现异步结果的处理。
Netty的ChannelFuture
通过addListener方法注册监听。如果任务完成,会调用notifyListeners通知。
CompletableFuture通过扩展Future,引入函数式编程,通过回调的方式去处理结果。
CompletableFuture的功能主要体现在他的CompletionStage。
可以实现如下等功能
转换(thenCompose)
组合(thenCombine)
消费(thenAccept)
运行(thenRun)。
带返回的消费(thenApply)
消费和运行的区别:
消费使用执行结果。运行则只是运行特定任务。具体其他功能大家可以根据需求自行查看。
CompletableFuture借助CompletionStage的方法可以实现链式调用。并且可以选择同步或者异步两种方式。
这里举个简单的例子来体验一下他的功能。
执行结果
supplyAsync pool-1-thread-1
helloworld
ddddd
ddddsd
Thread[main,5,main]
dddaewdd
根据结果我们可以看到会有序执行对应任务。
注意:
如果是同步执行cf.thenRun。他的执行线程可能main线程,也可能是执行源任务的线程。如果执行源任务的线程在main调用之前执行完了任务。那么cf.thenRun方法会由main线程调用。
这里说明一下,如果是同一任务的依赖任务有多个:
如果这些依赖任务都是同步执行。那么假如这些任务被当前调用线程(main)执行,则是有序执行,假如被执行源任务的线程执行,那么会是倒序执行。因为内部任务数据结构为LIFO。
如果这些依赖任务都是异步执行,那么他会通过异步线程池去执行任务。不能保证任务的执行顺序。
上面的结论是通过阅读源代码得到的。下面我们深入源代码。
创建CompletableFuture
创建的方法有很多,甚至可以直接new一个。我们来看一下supplyAsync异步创建的方法。
入参Supplier,带返回值的函数。如果是异步方法,并且传递了执行器,那么会使用传入的执行器去执行任务。否则采用公共的ForkJoin并行线程池,如果不支持并行,新建一个线程去执行。
这里我们需要注意ForkJoin是通过守护线程去执行任务的。所以必须有非守护线程的存在才行。
asyncSupplyStage方法
这里会创建一个用于返回的CompletableFuture。
然后构造一个AsyncSupply,并将创建的CompletableFuture作为构造参数传入。
那么,任务的执行完全依赖AsyncSupply。
AsyncSupply#run
1.该方法会调用Supplier的get方法。并将结果设置到CompletableFuture中。我们应该清楚这些操作都是在异步线程中调用的。
2.d.postComplete方法就是通知任务执行完成。触发后续依赖任务的执行,也就是实现CompletionStage的关键点。
在看postComplete方法之前我们先来看一下创建依赖任务的逻辑。
thenAcceptAsync方法
上面提到过。thenAcceptAsync是用来消费CompletableFuture的。该方法调用uniAcceptStage。
uniAcceptStage逻辑:
1.构造一个CompletableFuture,主要是为了链式调用。
2.如果为异步任务,直接返回。因为源任务结束后会触发异步线程执行对应逻辑。
3.如果为同步任务(e==null),会调用d.uniAccept方法。这个方法在这里逻辑:如果源任务完成,调用f,返回true。否则进入if代码块(Mark 1)。
4.如果是异步任务直接进入if(Mark 1)。
Mark1逻辑:
1.构造一个UniAccept,将其push入栈。这里通过CAS实现乐观锁实现。
2.调用c.tryFire方法。
1.会调用d.uniAccept方法。其实该方法判断源任务是否完成,如果完成则执行依赖任务,否则返回false。
2.如果依赖任务已经执行,调用d.postFire,主要就是Fire的后续处理。根据不同模式逻辑不同。
这里简单说一下,其实mode有同步异步,和迭代。迭代为了避免无限递归。
这里强调一下d.uniAccept方法的第三个参数。
如果是异步调用(mode>0),传入null。否则传入this。
区别看下面代码。c不为null会调用c.claim方法。
claim方法是逻辑:
如果异步线程为null。说明同步,那么直接返回true。最后上层函数会调用f.accept(s)同步执行任务。
如果异步线程不为null,那么使用异步线程去执行this。
this的run任务如下。也就是在异步线程同步调用tryFire方法。达到其被异步线程执行的目的。
看完上面的逻辑,我们基本理解依赖任务的逻辑。
其实就是先判断源任务是否完成,如果完成,直接在对应线程执行以来任务(如果是同步,则在当前线程处理,否则在异步线程处理)
如果任务没有完成,直接返回,因为等任务完成之后会通过postComplete去触发调用依赖任务。
postComplete方法
在源任务完成之后会调用。
其实逻辑很简单,就是迭代堆栈的依赖任务。调用h.tryFire方法。NESTED就是为了避免递归死循环。因为FirePost会调用postComplete。如果是NESTED,则不调用。
堆栈的内容其实就是在依赖任务创建的时候加入进去的。上面我们已经提到过。
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