【并发编程JUC】Future和CompletableFuture机制

场景题

面试的时候当面试官提出一个场景题，比如有一个翻译接口，同时调用百度、网易、谷歌的三个翻译接口，使用返回的第一个的翻译。这个时候一般的想法可能是，先串行执行。然后异步获取。但是其实都知道这样性能非常慢。

Future

如果直接使用Future的方式，我们知道Future的get接口是阻塞的，也就是在执行调用三方接口的返回结果的时候，需要阻塞等待结果。
在这里插入图片描述
其实整体的耗时就是取决于最短的三方接口响应，如果百度、网易、google分别是200、300、400毫秒，那么程序需要阻塞200毫秒。

    FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(() -> {
            Thread.sleep(10000);
            System.out.println("调用三方翻译接口");
            return 1024;
        });

        new Thread(futureTask).start();

        Integer integer = futureTask.get(); //会阻塞
        Integer integer = futureTask.get(1, TimeUnit.SECONDS);

        while (true) {
            if (futureTask.isDone()) {
                System.out.println("完成任务");
                break;
            } else {
                System.out.println("执行中，稍等.");
            }
        }
        Integer x = futureTask.get();
        System.out.println(x);

所以在实际的生产环境中，并不会使用get()。而是使用get超时机制，或者使用自定义的isDone() 轮询处理的方式。避免因为一个接口导致整体链路的阻塞。
如果想要异步获取结果,通常都会以轮询的方式去获取结果尽量不要阻塞

在这里插入图片描述
因为Future的继承图是来自Runable，所以启动线程的方式也是通过new Thread的方式开启。

CompletableFuture

为了解决上述Future的阻塞问题点，以及可以实现真正意义上的异步并发编程，所以引入了CompleablteFuture。
在这里插入图片描述

创建方式

## 无 返回值
 public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable,
                                                   Executor executor) {
        return asyncRunStage(screenExecutor(executor), runnable);
    }

 public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) {
        return asyncRunStage(asyncPool, runnable);
    }

## 有返回值
 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);
    }

其中executor可以进行自定义的线程池。没有指定Executor的方法，直接使用默认的ForkJoinPool.commonPool() 作为它的线程池执行异步代码。

CompletionStage

CompletionStage描述的是每个子任务，主要包含四个接口，thenApply、thenAccept、thenRun、thenCompose。

描述串行关系

CompletionStage<R> thenApply(fn);
CompletionStage<R> thenApplyAsync(fn);
CompletionStage<Void> thenAccept(consumer);
CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(consumer);
CompletionStage<Void> thenRun(action);
CompletionStage<Void> thenRunAsync(action);
CompletionStage<R> thenCompose(fn);
CompletionStage<R> thenComposeAsync(fn);

案例

CompletableFuture<java.lang.String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return "helloword";
        }).thenApply(s -> s + "qq");

需要一个执行完毕，在执行另一个。

描述AND关系

CompletionStage<R> thenCombine(other, fn);
CompletionStage<R> thenCombineAsync(other, fn);
CompletionStage<Void> thenAcceptBoth(other, consumer);
CompletionStage<Void> thenAcceptBothAsync(other, consumer);
CompletionStage<Void> runAfterBoth(other, action);
CompletionStage<Void> runAfterBothAsync(other, action);

描述 OR 汇聚关系

CompletionStage applyToEither(other, fn);
CompletionStage applyToEitherAsync(other, fn);
CompletionStage acceptEither(other, consumer);
CompletionStage acceptEitherAsync(other, consumer);
CompletionStage runAfterEither(other, action);
CompletionStage runAfterEitherAsync(other, action);

异常处理

CompletionStage exceptionally(fn);
CompletionStage<R> whenComplete(consumer);
CompletionStage<R> whenCompleteAsync(consumer);
CompletionStage<R> handle(fn);
CompletionStage<R> handleAsync(fn);

案例

     CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 异步调用三方");
            try {
                Thread.sleep(TimeUnit.SECONDS.toSeconds(10));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return 1;
        }).thenApply(f -> {
            return f + 10;
        }).whenComplete((v, e) -> {
            if (e == null) {
                System.out.println("计算结果为:" + v);
            }
        }).exceptionally(e -> {
            e.printStackTrace();
            return null;
        });