Java 的 CompletableFuture 异步回调

CompletableFuture 在 Java 里面被用于异步编程，异步通常意味着非阻塞，可以使得我们的任务单独运行在与主线程分离的其他线程中，并且通过回调可以在主线程中得到异步任务的执行状态，是否完成，和是否异常等信息。

CompletableFuture 实现了 Future, CompletionStage 接口，实现了 Future 接口就可以兼容现在有线程池框架，而 CompletionStage 接口才是异步编程的接口抽象，里面定义多种异步方法，通过这两者集合，从而打造出了强大的 CompletableFuture 类。

Future 与 CompletableFuture

Futrue 在 Java 里面，通常用来表示一个异步任务的引用，比如我们将任务提交到线程池里面，然后我们会得到一个 Futrue，在 Future 里面有 isDone 方法来判断任务是否处理结束，还有 get 方法可以一直阻塞直到任务结束然后获取结果，但整体来说这种方式，还是同步的，因为需要客户端不断阻塞等待或者不断轮询才能知道任务是否完成。

Future 的主要缺点如下：

（1）不支持手动完成

我提交了一个任务，但是执行太慢了，我通过其他路径已经获取到了任务结果，现在没法把这个任务结果通知到正在执行的线程，所以必须主动取消或者一直等待它执行完成

（2）不支持进一步的非阻塞调用

通过 Future 的 get 方法会一直阻塞到任务完成，但是想在获取任务之后执行额外的任务，因为 Future 不支持回调函数，所以无法实现这个功能

（3）不支持链式调用

对于 Future 的执行结果，我们想继续传到下一个 Future 处理使用，从而形成一个链式的 pipline 调用，这在 Future 中是没法实现的。

（4）不支持多个 Future 合并

比如我们有 10 个 Future 并行执行，我们想在所有的 Future 运行完毕之后，执行某些函数，是没法通过 Future 实现的。

（5）不支持异常处理 Future 的 API 没有任何的异常处理的 api，所以在异步运行时，如果出了问题是不好定位的。

使用 CompletableFuture

场景:主线程里面创建一个 CompletableFuture，然后主线程调用 get 方法会阻塞，执行完子线程再执行主线程

package com.hins.sp01hello.concurrent;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

/**
 * @date 2022/6/22 21:23
 */
public class CompletableFutureDemo {

    public static void main(String[] args) {
        supplyAsync();

        thenCompose(); //两个异步线程传递（两个关联的异步线程）

        applyAsync(); //两个异步线程传递（两个关联的异步线程）

        thenCombine(); //两个异步线程合并

        applyAsyncAdd(); //两个异步线程合并
    }


    /**
     * 两个异步线程合并 用 applyAsync 也能实现
     */
    private static void applyAsyncAdd() {
        SmallTool.printTimeAndThread("小白进入餐厅");
        SmallTool.printTimeAndThread("小白点了 番茄炒蛋 + 一碗米饭");

        CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("厨师炒菜");
            SmallTool.sleepMillis(200);
            return "番茄炒蛋";
        });
        CompletableFuture<String> race = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("服务员蒸饭");
            SmallTool.sleepMillis(300);
            return "米饭";
        });
        SmallTool.printTimeAndThread("小白在打王者");

        String result = String.format("%s + %s 好了", cf1.join(), race.join());
        SmallTool.printTimeAndThread("服务员打饭");
        SmallTool.sleepMillis(100);

        SmallTool.printTimeAndThread(String.format("%s ,小白开吃", result));
    }

    /**
     * 两个异步线程合并
     */
    private static void thenCombine() {
        SmallTool.printTimeAndThread("小白进入餐厅");
        SmallTool.printTimeAndThread("小白点了 番茄炒蛋 + 一碗米饭");

        CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("厨师炒菜");
            SmallTool.sleepMillis(200);
            return "番茄炒蛋";
        }).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("服务员蒸饭");
            SmallTool.sleepMillis(300);
            return "米饭";
        }), (dish, rice) -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("服务员打饭");
            SmallTool.sleepMillis(100);
            return String.format("%s + %s 好了", dish, rice);
        });

        SmallTool.printTimeAndThread("小白在打王者");
        SmallTool.printTimeAndThread(String.format("%s ,小白开吃", cf1.join()));
    }

    /**
     * 两个异步线程传递（关联的异步线程）（方式一）
     */
    private static void thenCompose() {
        SmallTool.printTimeAndThread("小白进入餐厅");
        SmallTool.printTimeAndThread("小白点了 番茄炒蛋 + 一碗米饭");

        CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("厨师炒菜");
            SmallTool.sleepMillis(200);
            return "番茄炒蛋";
        }).thenCompose(dish -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            //dish参数是上一个异步线程的返回结果
            SmallTool.printTimeAndThread("服务员打饭");
            SmallTool.sleepMillis(100);
            return dish + " + 米饭";
        }));

        SmallTool.printTimeAndThread("小白在打王者");
        SmallTool.printTimeAndThread(String.format("%s 好了,小白开吃", cf1.join()));
    }

    /**
     * 两个异步线程传递（关联的异步线程） （方式二） 用 applyAsync 也能实现
     */
    private static void applyAsync() {
        SmallTool.printTimeAndThread("小白进入餐厅");
        SmallTool.printTimeAndThread("小白点了 番茄炒蛋 + 一碗米饭");

        CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("厨师炒菜");
            SmallTool.sleepMillis(200);
            CompletableFuture<String> race = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                SmallTool.printTimeAndThread("服务员打饭");
                SmallTool.sleepMillis(100);
                return " + 米饭";
            });
            return "番茄炒蛋" + race.join();
        });

        SmallTool.printTimeAndThread("小白在打王者");
        SmallTool.printTimeAndThread(String.format("%s 好了,小白开吃", cf1.join()));
    }

    /**
     * 简单的异步线程
     */
    private static void supplyAsync() {
        SmallTool.printTimeAndThread("小白进入餐厅");
        SmallTool.printTimeAndThread("小白点了 番茄炒蛋 + 一碗米饭");
        //异步任务
        CompletableFuture<String> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            SmallTool.printTimeAndThread("厨师炒菜");
            SmallTool.sleepMillis(200);
            SmallTool.printTimeAndThread("厨师打饭");
            SmallTool.sleepMillis(100);
            return "番茄炒蛋 + 米饭 做好了";
        });

        SmallTool.printTimeAndThread("小白在打王者");

        //等待获取异步线程执行完的返回结果，cf1.join()
        SmallTool.printTimeAndThread(String.format("%s ,小白开吃", cf1.join()));
    }
}

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Java 的 CompletableFuture 异步回调