Java | 一分钟掌握异步编程 | 5 - CompletableFuture异步

 作者：Mars酱

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前言

继续讲，前面讲了Future实现异步，优点缺点也都有，这里讲使用CompletableFuture机制，目前为止，应该说JDK原生提供的异步方式的最优方案就是CompletableFuture了，已知的开源框架Dubbo中的RPC协议实现、常用的注册配置中心Nacos中CP协议的具体实现JRaft模块，也使用CompletableFuture。好了，名气大，不多说了。

CompletableFuture实现异步

我们还是用 Java | 一分钟掌握异步编程 | 4 - Future异步 - 掘金 (juejin.cn) 中3号桌点餐的例子，3号桌点了很多餐：红烧鱼、油焖虾，中途厨子还要上厕所，这个过程，我们用 CompletableFuture 来实现，我们把两道菜拆分成两个任务，一个内急的好厨子一定是可以双飞两道菜的，先飞一道鱼：

/**
 * @author mars酱
 */
public class BraisedFish {
    public BraisedFish() {
        System.out.println("1. 抓鱼");
    }

    public void kill() {
        System.out.println("2. 杀鱼");
    }

    public void cooking() {
        System.out.println("3. 红烧鱼制作中...");
    }
}

再来一盘虾：

/**
 * @author mars酱
 */
public class BraisedPrawns {
    public BraisedPrawns() {
        System.out.println("1. 捉虾");
    }

    public void kill() {
        System.out.println("2. 杀虾");
    }

    public void cooking() {
        System.out.println("3. 油焖大虾制作中...");
    }
}

厨师的动作：

/**
 * @author mars酱
 */
public class Chef {
    public Chef() {
        System.out.println("1. 米其林大厨师");
    }

    public void toilet() {
        System.out.println("厨师正在拉，请稍后...");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

做鱼的任务顺序必须是捉鱼 -> 杀鱼 -> 红烧；做虾的顺序必须是先捉后杀再油焖。最后，整体流程是先做鱼，再做虾，厨子上厕所，菜好了等着厨子上完厕所洗完手，再撒上葱花：

/**
 * @author mars酱
 */
public class NoodlesRestaurant3 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 1. 厨师、鱼、虾都准备到位
        Chef chef = new Chef();
        BraisedFish braisedFish = new BraisedFish();
        BraisedPrawns braisedPrawns = new BraisedPrawns();
        System.out.println("---- 准备工作完成 ----");

        // 2. 做鱼
        CompletableFuture<String> killFishTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            braisedFish.kill();
            return ">> 鱼杀好了，准备红烧";
        });
        CompletableFuture<String> cookingFishTask = killFishTask.thenApply((result) -> {
            System.out.println(result);
            braisedFish.cooking();
            return ">> 红烧鱼作品已完成";
        });

        // 3. 做虾
        CompletableFuture<String> killPrawnsTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            braisedPrawns.kill();
            return ">> 虾杀好了，准备油焖";
        });
        CompletableFuture<String> cookingPrawnsTask = killPrawnsTask.thenApply((result) -> {
            System.out.println(result);
            braisedPrawns.cooking();
            return ">> 油焖虾作品已完成";
        });

        // 4. 厨师拉粑粑
        CompletableFuture<String> chefToilet = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            chef.toilet();
            return ">> 厨师的粑粑拉完啦!";
        });
        CompletableFuture<String> chefWashHands = chefToilet.thenApply((result) -> {
            System.out.println(result);
            return ">> 厨师洗手!";
        });

        // 5. 菜品都完成了
        CompletableFuture<String> foodCompleted = cookingFishTask.thenCombineAsync(cookingPrawnsTask, (w, s) -> w + " 和 " + s + ", 等待厨师撒葱花！");

        // 6. 等待厨师上完厕所撒葱花
        CompletableFuture<String> serving = chefWashHands.thenApply((result) -> {
            String join = foodCompleted.join();
            System.out.println(join);
            System.out.println(result);
            System.out.println(">> 厨师用擦过花的手撒葱花，干净又卫生！");
            return ">> 上菜吧~";
        });
        System.out.println(serving.get());

    }
}

运行一下下：

很好，厨师果然正在拉，继续等待...

方法简介

以上用到了一些CompletableFutre的api，这里把常用的api简单介绍一下：

一般

supplyAsync：执行CompletableFuture任务，支持返回值

runAsync：执行CompletableFuture任务，没有返回值。

异步回调

thenRun/thenRunAsync：做完第一个任务后，再做第二个任务。

thenAccept/thenAcceptAsync：第一个任务执行完成后，执行第二个回调方法任务，会将该任务的执行结果，作为入参，传递到回调方法中，但是回调方法是没有返回值的

thenApply：第一个任务执行完成后，执行第二个回调方法任务，会将该任务的执行结果，作为入参，传递到回调方法中，并且回调方法是有返回值的。

exceptionally：某个任务执行异常时，执行的回调方法；并且有抛出异常作为参数，传递到回调方法。

whenComplete：某个任务执行完成后，执行的回调方法，无返回值；并且whenComplete方法返回的CompletableFuture的result是上个任务的结果。

handle：某个任务执行完成后，执行回调方法，并且是有返回值的；并且handle方法返回的CompletableFuture的result是回调方法执行的结果。

thenCombineAsync：两个异步任务t1、t2是并行执行，彼此无先后依赖顺序，thenCombineAsync适合将两个并行执行的异步任务的结果合并返回成一个新的future。

都完成

thenCombine / thenAcceptBoth / runAfterBoth都表示：将两个CompletableFuture组合起来，只有这两个都正常执行完了，才会执行某个任务。

区别在于：

• thenCombine：会将两个任务的执行结果作为方法入参，传递到指定方法中，且有返回值
• thenAcceptBoth: 会将两个任务的执行结果作为方法入参，传递到指定方法中，且无返回值
• runAfterBoth 不会把执行结果当做方法入参，且没有返回值。

其中一个完成

applyToEither / acceptEither / runAfterEither 都表示：将两个CompletableFuture组合起来，只要其中一个执行完了,就会执行某个任务。区别在于：

• applyToEither：会将已经执行完成的任务，作为方法入参，传递到指定方法中，且有返回值
• acceptEither: 会将已经执行完成的任务，作为方法入参，传递到指定方法中，且无返回值
• runAfterEither： 不会把执行结果当做方法入参，且没有返回值。

所有都匹配

所有任务都执行完成后，才执行 allOf返回的CompletableFuture。如果任意一个任务异常，allOf的CompletableFuture，执行get方法，会抛出异常

任意一个匹配

任意一个任务执行完，就执行anyOf返回的CompletableFuture。如果执行的任务异常，anyOf的CompletableFuture，执行get方法，会抛出异常

thenCompose

thenCompose方法会在某个任务执行完成后，将该任务的执行结果,作为方法入参,去执行指定的方法。该方法会返回一个新的CompletableFuture实例

• 如果该CompletableFuture实例的result不为null，则返回一个基于该result新的CompletableFuture实例；
• 如果该CompletableFuture实例为null，然后就执行这个新任务

结尾

CompletableFuture 优秀的地方之一就是它的任务的编排。比如：先完成a，再完成b；a和b同时完成再做c，满足各种各样的业务组合方式。那么，好好利用编排功能完成工作中的难点吧。