異步神器CompletableFuture萬字詳解！
CompletableFuture是jdk8的新特性。CompletableFuture實現(xiàn)了CompletionStage接口和Future接口，前者是對后者的一個擴展，增加了異步會點、流式處理、多個Future組合處理的能力，使Java在處理多任務的協(xié)同工作時更加順暢便利。
一、創(chuàng)建異步任務
1. supplyAsync
supplyAsync是創(chuàng)建帶有返回值的異步任務。它有如下兩個方法，一個是使用默認線程池（ForkJoinPool.commonPool()）的方法，一個是帶有自定義線程池的重載方法
//帶返回值異步請求，默認線程池
publicstaticCompletableFuturesupplyAsync(Suppliersupplier)
//帶返回值的異步請求，可以自定義線程池
publicstaticCompletableFuturesupplyAsync(Suppliersupplier,Executorexecutor)
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println("dosomething....");
return"result";
});
//等待任務執(zhí)行完成
System.out.println("結果->"+cf.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
//自定義線程池
ExecutorServiceexecutorService=Executors.newSingleThreadExecutor();
CompletableFuturecf=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println("dosomething....");
return"result";
},executorService);
//等待子任務執(zhí)行完成
System.out.println("結果->"+cf.get());
}
測試結果：
2. runAsync
runAsync是創(chuàng)建沒有返回值的異步任務。它有如下兩個方法，一個是使用默認線程池（ForkJoinPool.commonPool()）的方法，一個是帶有自定義線程池的重載方法
//不帶返回值的異步請求，默認線程池
publicstaticCompletableFuturerunAsync(Runnablerunnable)
//不帶返回值的異步請求，可以自定義線程池
publicstaticCompletableFuturerunAsync(Runnablerunnable,Executorexecutor)
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf=CompletableFuture.runAsync(()->{
System.out.println("dosomething....");
});
//等待任務執(zhí)行完成
System.out.println("結果->"+cf.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
//自定義線程池
ExecutorServiceexecutorService=Executors.newSingleThreadExecutor();
CompletableFuturecf=CompletableFuture.runAsync(()->{
System.out.println("dosomething....");
},executorService);
//等待任務執(zhí)行完成
System.out.println("結果->"+cf.get());
}
測試結果：
3.獲取任務結果的方法
//如果完成則返回結果，否則就拋出具體的異常
publicTget()throwsInterruptedException,ExecutionException
//最大時間等待返回結果，否則就拋出具體異常
publicTget(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException,ExecutionException,TimeoutException
//完成時返回結果值，否則拋出unchecked異常。為了更好地符合通用函數(shù)形式的使用，如果完成此CompletableFuture所涉及的計算引發(fā)異常，則此方法將引發(fā)unchecked異常并將底層異常作為其原因
publicTjoin()
//如果完成則返回結果值（或拋出任何遇到的異常），否則返回給定的valueIfAbsent。
publicTgetNow(TvalueIfAbsent)
//如果任務沒有完成，返回的值設置為給定值
publicbooleancomplete(Tvalue)
//如果任務沒有完成，就拋出給定異常
publicbooleancompleteExceptionally(Throwableex)
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二、異步回調(diào)處理
1. thenApply和thenApplyAsync
thenApply 表示某個任務執(zhí)行完成后執(zhí)行的動作，即回調(diào)方法，會將該任務的執(zhí)行結果即方法返回值作為入?yún)鬟f到回調(diào)方法中，帶有返回值。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.thenApplyAsync((result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
result+=2;
returnresult;
});
//等待任務1執(zhí)行完成
System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.thenApply((result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
result+=2;
returnresult;
});
//等待任務1執(zhí)行完成
System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
測試結果：
從上面代碼和測試結果我們發(fā)現(xiàn)thenApply和thenApplyAsync區(qū)別在于，使用thenApply方法時子任務與父任務使用的是同一個線程，而thenApplyAsync在子任務中是另起一個線程執(zhí)行任務，并且thenApplyAsync可以自定義線程池，默認的使用ForkJoinPool.commonPool()線程池。
2. thenAccept和thenAcceptAsync
thenAccep表示某個任務執(zhí)行完成后執(zhí)行的動作，即回調(diào)方法，會將該任務的執(zhí)行結果即方法返回值作為入?yún)鬟f到回調(diào)方法中，無返回值。
測試代碼
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.thenAccept((result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
});
//等待任務1執(zhí)行完成
System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.thenAcceptAsync((result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
});
//等待任務1執(zhí)行完成
System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
測試結果：
從上面代碼和測試結果我們發(fā)現(xiàn)thenAccep和thenAccepAsync區(qū)別在于，使用thenAccep方法時子任務與父任務使用的是同一個線程，而thenAccepAsync在子任務中可能是另起一個線程執(zhí)行任務，并且thenAccepAsync可以自定義線程池，默認的使用ForkJoinPool.commonPool()線程池。
3.thenRun和thenRunAsync
thenRun表示某個任務執(zhí)行完成后執(zhí)行的動作，即回調(diào)方法，無入?yún)ⅲ瑹o返回值。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.thenRun(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
});
//等待任務1執(zhí)行完成
System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.thenRunAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
});
//等待任務1執(zhí)行完成
System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
測試結果：
從上面代碼和測試結果我們發(fā)現(xiàn)thenRun和thenRunAsync區(qū)別在于，使用thenRun方法時子任務與父任務使用的是同一個線程，而thenRunAsync在子任務中可能是另起一個線程執(zhí)行任務，并且thenRunAsync可以自定義線程池，默認的使用ForkJoinPool.commonPool()線程池。
4.whenComplete和whenCompleteAsync
whenComplete是當某個任務執(zhí)行完成后執(zhí)行的回調(diào)方法，會將執(zhí)行結果或者執(zhí)行期間拋出的異常傳遞給回調(diào)方法，如果是正常執(zhí)行則異常為null，回調(diào)方法對應的CompletableFuture的result和該任務一致，如果該任務正常執(zhí)行，則get方法返回執(zhí)行結果，如果是執(zhí)行異常，則get方法拋出異常。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
inta=1/0;
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.whenComplete((result,e)->{
System.out.println("上個任務結果："+result);
System.out.println("上個任務拋出異常："+e);
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
});
////等待任務1執(zhí)行完成
//System.out.println("cf1結果->"+cf1.get());
////等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
測試結果：
whenCompleteAsync和whenComplete區(qū)別也是whenCompleteAsync可能會另起一個線程執(zhí)行任務，并且thenRunAsync可以自定義線程池，默認的使用ForkJoinPool.commonPool()線程池。
5.handle和handleAsync
跟whenComplete基本一致，區(qū)別在于handle的回調(diào)方法有返回值。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
//inta=1/0;
return1;
});
CompletableFuturecf2=cf1.handle((result,e)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
System.out.println("上個任務結果："+result);
System.out.println("上個任務拋出異常："+e);
returnresult+2;
});
//等待任務2執(zhí)行完成
System.out.println("cf2結果->"+cf2.get());
}
測試結果 ：
基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 實現(xiàn)的后臺管理系統(tǒng) + 用戶小程序，支持 RBAC 動態(tài)權限、多租戶、數(shù)據(jù)權限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能
三、多任務組合處理
1. thenCombine、thenAcceptBoth 和runAfterBoth
這三個方法都是將兩個CompletableFuture組合起來處理，只有兩個任務都正常完成時，才進行下階段任務。
區(qū)別：thenCombine會將兩個任務的執(zhí)行結果作為所提供函數(shù)的參數(shù)，且該方法有返回值；thenAcceptBoth同樣將兩個任務的執(zhí)行結果作為方法入?yún)?，但是無返回值；runAfterBoth沒有入?yún)?，也沒有返回值。注意兩個任務中只要有一個執(zhí)行異常，則將該異常信息作為指定任務的執(zhí)行結果。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
return2;
});
CompletableFuturecf3=cf1.thenCombine(cf2,(a,b)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf3dosomething....");
returna+b;
});
System.out.println("cf3結果->"+cf3.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
return2;
});
CompletableFuturecf3=cf1.thenAcceptBoth(cf2,(a,b)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf3dosomething....");
System.out.println(a+b);
});
System.out.println("cf3結果->"+cf3.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
return1;
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
return2;
});
CompletableFuturecf3=cf1.runAfterBoth(cf2,()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf3dosomething....");
});
System.out.println("cf3結果->"+cf3.get());
}
測試結果：
2.applyToEither、acceptEither和runAfterEither
這三個方法和上面一樣也是將兩個CompletableFuture組合起來處理，當有一個任務正常完成時，就會進行下階段任務。
區(qū)別：applyToEither會將已經(jīng)完成任務的執(zhí)行結果作為所提供函數(shù)的參數(shù)，且該方法有返回值；acceptEither同樣將已經(jīng)完成任務的執(zhí)行結果作為方法入?yún)?，但是無返回值；runAfterEither沒有入?yún)?，也沒有返回值。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
return"cf1任務完成";
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
return"cf2任務完成";
});
CompletableFuturecf3=cf1.applyToEither(cf2,(result)->{
System.out.println("接收到"+result);
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf3dosomething....");
return"cf3任務完成";
});
System.out.println("cf3結果->"+cf3.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
return"cf1任務完成";
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
return"cf2任務完成";
});
CompletableFuturecf3=cf1.acceptEither(cf2,(result)->{
System.out.println("接收到"+result);
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf3dosomething....");
});
System.out.println("cf3結果->"+cf3.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf1任務完成");
return"cf1任務完成";
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf2任務完成");
return"cf2任務完成";
});
CompletableFuturecf3=cf1.runAfterEither(cf2,()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf3dosomething....");
System.out.println("cf3任務完成");
});
System.out.println("cf3結果->"+cf3.get());
}
測試結果：
從上面可以看出cf1任務完成需要2秒，cf2任務完成需要5秒，使用applyToEither組合兩個任務時，只要有其中一個任務完成時，就會執(zhí)行cf3任務，顯然cf1任務先完成了并且將自己任務的結果傳值給了cf3任務，cf3任務中打印了接收到cf1任務完成，接著完成自己的任務，并返回cf3任務完成；acceptEither和runAfterEither類似，acceptEither會將cf1任務的結果作為cf3任務的入?yún)ⅲ玞f3任務完成時并無返回值；runAfterEither不會將cf1任務的結果作為cf3任務的入?yún)?，它是沒有任務入?yún)?，?zhí)行完自己的任務后也并無返回值。
2. allOf / anyOf
allOf：CompletableFuture是多個任務都執(zhí)行完成后才會執(zhí)行，只有有一個任務執(zhí)行異常，則返回的CompletableFuture執(zhí)行get方法時會拋出異常，如果都是正常執(zhí)行，則get返回null。
anyOf ：CompletableFuture是多個任務只要有一個任務執(zhí)行完成，則返回的CompletableFuture執(zhí)行get方法時會拋出異常，如果都是正常執(zhí)行，則get返回執(zhí)行完成任務的結果。
測試代碼：
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf1任務完成");
return"cf1任務完成";
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
inta=1/0;
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf2任務完成");
return"cf2任務完成";
});
CompletableFuturecf3=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
Thread.sleep(3000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf3任務完成");
return"cf3任務完成";
});
CompletableFuturecfAll=CompletableFuture.allOf(cf1,cf2,cf3);
System.out.println("cfAll結果->"+cfAll.get());
}
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsExecutionException,InterruptedException{
CompletableFuturecf1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf1dosomething....");
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf1任務完成");
return"cf1任務完成";
});
CompletableFuturecf2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
Thread.sleep(5000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf2任務完成");
return"cf2任務完成";
});
CompletableFuturecf3=CompletableFuture.supplyAsync(()->{
try{
System.out.println(Thread.currentThread()+"cf2dosomething....");
Thread.sleep(3000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("cf3任務完成");
return"cf3任務完成";
});
CompletableFuture
測試結果：
審核編輯 ：李倩
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
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FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）在處理異步信號時，需要特別關注信號的同步化、穩(wěn)定性以及潛在的亞穩(wěn)態(tài)問題。由于異步信號可能來自不同的時鐘域或外部設備，其到達時間和頻率可能不受FPGA內(nèi)部時鐘控制，因此處理起來相對復雜。以下是對FPGA異步
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