CompleteFuture实现简单的任务编排实践

CompleteFuture实现简单的任务编排实践

一：前言

​ CompleteFuture是java8 新提供的API，是对函数式编程思想的体现，提供了很多的对于函数式编程支持。不止有同步处理功能，还有异步处理能力。

通过函数式编程可以实现线程的简单任务编排。高效，整洁实现多线程异步编程。

二：详细介绍

​ CompleteFuture 提供的API中以ansy结尾的都是异步处理的。

1. 异步执行任务，并返回结果：supplyAsync 异步处理，并返回结果，默认使用 ForkJoinPool.commonPool()线程池，同时提供支持自定义线程池的API。

   CompletableFuture.supplyAsync(() -> "HELLO");
   // 自定义线程池
   CompletableFuture.supplyAsync(()->"hello",ES);
   

   1. 异步执行任务，不返回结果：runAsync

   CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("HELLO WORLD !"));
   CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("HELLO WORLD !"),ES);
   

   1. 依赖单一阶段：thenApply thenApplyAsync

       CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "HELLO")
                   .thenApply(a ->
                       return a + " lili!";
                   });
   

   1. 组合与撰写：thenCompose() ，thenCombine()，thenCombineAsync.

      CompletableFuture<String> f1 =
                   CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello")
                           .thenCompose(res -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> res + " lili"))
                           .thenCompose(res -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> res + " lucy"));
   // 执行结果： =====> hello lili lucy
   // mian线程下同步执行。
   

     CompletableFuture<String> f1 =
                   CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello")
                           .thenCompose(res -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> res + " lili"))
                           .thenCompose(res -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> res + " lucy"))
                           .thenCombineAsync(CompletableFuture.supplyAsync(() -> " how are you!"), (a, b) -> a + b);
           log.info("=====> {}", f1.get());
     // 执行结果： =====> hello lili lucy how are you!
   

   1. 依赖两个任务中的一个：applyToEither() ，那个任务先结束，就依赖那个任务。

           CompletableFuture<String> voidCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
               try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();}
               return "lucy";
           }).applyToEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
               try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
               return "lili";
           }), a -> "hello " + a);
           log.info("ret ====> {}",voidCompletableFuture.get());
   // 执行结果： ret ====> hello lili 如果下面sleep改成3s，执行结果：ret ====> hello lucy
   

   1. 消费型，依赖单阶段： thenAccept()，thenAcceptAsync()

           CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello")
                   .thenAcceptAsync(a -> {
                       a = a + " lucy !";
                       log.info("ret ======> {}", a);
                   });
            log.info(" ======== end ========================");
   // 执行结果：ret ======> hello lucy ! 而且是异步的，不会阻塞主线程，下面的end是先打印出来的
   

   1. 消费型，依赖两个任务都完成：thenAcceptBoth()，thenAcceptBothAsync()

        CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello")
                   .thenAcceptBoth(CompletableFuture.supplyAsync(() -> " lili"), (a, b) -> {
                       try {
                           TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                       } catch (InterruptedException e) {
                           e.printStackTrace();
                       }
                       log.info("=======>{}", a + b);
                   });
   // 执行结果：=======>hello lili
   

   1. 消费型：acceptEither() 依赖两个任务中先执行结束的那个

       CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
               try {
                   TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
               return "lucy";
           }).acceptEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "lili"), a -> {
               log.info("hello {}", a);
           });
    // 执行结果：hello lili
   

   1. 消费型，无论正常，还是异常都会消费处理，而且不会吞掉异常 whenComplete()，whenCompleteAsync()

         CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
               if (ThreadLocalRandom.current().nextInt(2) < 2) {
                   throw new RuntimeException("error");
               }
               return "hello";
           }).whenComplete((a, e) -> {
              log.info("ret -> {}", a + " lili!");
              log.error("error", e);
           });
           log.info("future.get()-->{}", future.get());
    // 执行结果：ret -> null lili!  而且打印两次错误日志，一次是log打印，一次是get的时候。
   

   1. 产出型，无论正常还是异常都是处理，并返回结果。handle，handleAsync

     CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello")
                   .handle((a, e) -> a + " lili!");
           log.info("ret ==> {}", future.get());
   // 执行结果：ret ==> hello lili!
   

   1. 产出型，异常时候进行处理，并产出，有点像try-catch()，exceptionally()

      CompletableFuture<Object> f =
                   CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                           .thenApplyAsync(res -> res + " World")
                           .thenApplyAsync(
                                   res -> {
                                       throw new RuntimeException(" test has error");
                                       //  return res + "!";
                                   })
                           .exceptionally(
                                   e -> {
                                       log.error("exceptionally exception",e);
                                       return "出异常了。。";
                                   });
    log.info("ret ====> {}", f.get());
   // 执行结果：ret ====> 出异常了。。
   // 假如不抛出异常，执行结果：ret ====> Hello World!
   

   1. 无关性任务，互相依赖，allOf

        CompletableFuture<String> f3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello");
           CompletableFuture<String> f4 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "world");
           CompletableFuture<String> f5 =
                   CompletableFuture.supplyAsync(
                           () -> {
                               try {
                                   TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                               } catch (InterruptedException e) {
                                   e.printStackTrace();
                               }
                               return "!";
                           });
           // 使用allOf方法 f3 f4 f5 都执行结束之前一直阻塞
           CompletableFuture.allOf(f3, f4, f5).join();
           System.out.println(f3.get());
           System.out.println(f4.get());
           System.out.println(f5.get());
           List<String> r =
                   Stream.of(f3, f4, f5).map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList());
           System.out.println(r);
   // 执行结果：hello
   // world
   // !
   // [hello, world, !]
   // 而且要等f1，f2,f3 三个任务都结束，不然会一直阻塞。
   

   这个类中的大部分方法上面都做了介绍，下面可以结合具体场景做一次演示。

三：DEMO

​ 场景1：需要查询一个订单信息，首先需要查询商品信息，然后查询支付信息，最后汇总成一个对象返回。

     CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "商品信息")
                .thenCombineAsync(CompletableFuture.supplyAsync(() -> "支付信息"), (a, b) -> {
                    // 组装信息
                    return a + b;
                });
        log.info("ret =========>{}",future.get());

​ 场景2：用户注册，首先需要校验用户信息，然后生成账号信息，最后保存到数据库。这三个操作互相依赖。

 // A -> B-> C
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            if (ThreadLocalRandom.current().nextBoolean()){
                return;
            }
            throw new RuntimeException("该手机号码已经注册");
        }).thenCompose(ret -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                    if (ThreadLocalRandom.current().nextBoolean()) {
                        // 生成账号信息
                        return "账号信息: 16289";
                    }
                    throw new RuntimeException("账号信息生成失败。。");
                })).thenApplyAsync(ret -> {
                    // 保存账号信息
                    log.info("保存账号信息->{}", ret);
                    return "注册成功";
                }).exceptionally(e -> "注册失败" + e.getMessage());
        log.info("最终返回结果：===》 {}",future.get());