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Java CompletableFuture 详解

Future是Java 5添加的类,用来描述一个异步计算的结果。你可以使用isDone方法检查计算是否完成,或者使用get阻塞住调用线程,直到计算完成返回结果,你也可以使用cancel方法停止任务的执行。

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public class BasicFuture {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
Future<Integer> f = es.submit(() ->{
// 长时间的异步计算
// ……
// 然后返回结果
return 100;
});
// while(!f.isDone())
// ;
f.get();
}
}

虽然Future以及相关使用方法提供了异步执行任务的能力,但是对于结果的获取却是很不方便,只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。阻塞的方式显然和我们的异步编程的初衷相违背,轮询的方式又会耗费无谓的CPU资源,而且也不能及时地得到计算结果,为什么不能用观察者设计模式当计算结果完成及时通知监听者呢?

很多语言,比如Node.js,采用回调的方式实现异步编程。Java的一些框架,比如Netty,自己扩展了Java的 Future接口,提供了addListener等多个扩展方法:

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ChannelFuture future = bootstrap.connect(new InetSocketAddress(host, port));
future.addListener(new ChannelFutureListener()
{
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception
{
if (future.isSuccess()) {
// SUCCESS
}
else {
// FAILURE
}
}
});

Google guava也提供了通用的扩展Future:ListenableFutureSettableFuture 以及辅助类Futures等,方便异步编程。

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final String name = ...;
inFlight.add(name);
ListenableFuture<Result> future = service.query(name);
future.addListener(new Runnable() {
public void run() {
processedCount.incrementAndGet();
inFlight.remove(name);
lastProcessed.set(name);
logger.info("Done with {0}", name);
}
}, executor);

Scala也提供了简单易用且功能强大的Future/Promise异步编程模式

作为正统的Java类库,是不是应该做点什么,加强一下自身库的功能呢?

在Java 8中, 新增加了一个包含50个方法左右的类: CompletableFuture,提供了非常强大的Future的扩展功能,可以帮助我们简化异步编程的复杂性,提供了函数式编程的能力,可以通过回调的方式处理计算结果,并且提供了转换和组合CompletableFuture的方法。

下面我们就看一看它的功能吧。

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