接口响应慢？那是你没用 CompletableFuture 来优化！

2024-04-25 01:04

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来源：blog.csdn.net/qq_43372633
/article/details/130814200

前言

大多数程序员在平时工作中，都是增删改查。这里我跟大家讲解如何利用CompletableFuture优化项目代码，使项目性能更佳！

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为什么要用异步编程

举个例子：用户登录成功，需要返回前端用户角色，菜单权限，个人信息，用户余额，积分情况等。正常逻辑是依次查询不同表，得到对应的数据封装返回给前端，代码如下：

@Test
public void login(Long userId){
    log.info("开始查询用户全部信息---串行！");
    // 查询用户角色信息
    getUserRole(userId);
    // 查询用户菜单信息
    getUserMenu(userId);
    // 查询用户余额信息
    getUserAmount(userId);
    // 查询用户积分信息
    getUserIntegral(userId);
    log.info("封装用户信息返回给前端！");
}

假如查询用户角色，用户菜单，用户余额，用户积分分别耗时500，200，200，100毫秒，则登录接口耗时为1秒。如果采用异步（多线程并行）形式，则登录接口耗时以单个查询最慢的任务为主，为查询用户角色信息500毫秒。相当于登录接口性能提升一倍！查询任务越多，则其性能提升越大！

代码演示（串行）：

@Test
public void login() throws InterruptedException {

    long startTime = System.currentTimeMillis();
    log.info("开始查询用户全部信息！");

    log.info("开始查询用户角色信息！");
    Thread.sleep(500);
    String role = "管理员";
    log.info("开始查询用户菜单信息！");
    Thread.sleep(200);
    String menu = "首页，账户管理，积分管理";
    log.info("开始查询查询用户余额信息！");
    Thread.sleep(200);
    Integer amount = 1999;
    log.info("开始查询查询查询用户积分信息！");
    Thread.sleep(100);
    Integer integral = 1015;

    log.info("封装用户信息返回给前端！");
    log.info("查询用户全部信息总耗时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
}

结果：

代码演示（异步）：

@Test
public void asyncLogin() {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    log.info("开始查询用户角色信息！");
    CompletableFuture<Map<String, Object>> roleFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> roleMap = new HashMap<String, Object>();
        roleMap.put("role", "管理员");
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("查询用户角色信息耗时:" + (endTime - startTime)  + "毫秒");
        return roleMap;
    });

    log.info("开始查询用户菜单信息！");
    CompletableFuture<Map<String, Object>> menuFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> menuMap = new HashMap<String, Object>();
        menuMap.put("menu", "首页，账户管理，积分管理");
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("查询用户菜单信息耗时:" + (endTime - startTime)  + "毫秒");
        return menuMap;
    });

    log.info("开始查询用户余额信息！");
    CompletableFuture<Map<String, Object>> amountFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
        amountMap.put("amount", 1999);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("查询用户余额信息耗时:" + (endTime - startTime)  + "毫秒");
        return amountMap;
    });

    log.info("开始查询用户积分信息！");
    CompletableFuture<Map<String, Object>> integralFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> integralMap = new HashMap<String, Object>();
        integralMap.put("integral", 1015);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("查询用户积分信息耗时:" + (endTime - startTime)  + "毫秒");
        return integralMap;
    });

    roleFuture.join();
    menuFuture.join();
    amountFuture.join();
    integralFuture.join();
    log.info("查询用户全部信息总耗时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime)  + "毫秒");

}

结果：

直观的可以看出，异步执行的优势！

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回顾Future

Future是什么?

Java 1.5中引入Callable解决多线程执行无返回值的问题。
Future是为了配合Callable/Runnable而产生的。简单来讲，我们可以通过future来对任务查询、取消、执行结果的获取，是调用方与异步执行方之间沟通的桥梁。
FutureTask实现了RunnableFuture接口，同时具有Runnable、Future的能力，即既可以作为Future得到Callable的返回值，又可以作为一个Runnable。
CompletableFuture实现了Futrue接口。
Future是Java5新加的一个接口，它提供了一种异步并行计算的功能。如果主线程需要执行一个很耗时的计算任务，我们可以将这个任务通过Future放到异步线程中去执行。主线程继续处理其他任务，处理完成后，再通过Future获取计算结果。
Future可以在连续流程中满足数据驱动的并发需求，既获得了并发执行的性能提升，又不失连续流程的简洁优雅。

代码演示（不使用自定义线程池）：

@Test
public void callable() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long startTime = System.currentTimeMillis();

    Callable amountCall = new Callable() {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            Thread.sleep(6000);
            Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
            amountMap.put("amount", 99);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            log.info("查询金额信息耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");
            return amountMap;
        }
    };

    FutureTask<Map> amountFuture = new FutureTask<>(amountCall);
    new Thread(amountFuture).start();

    Callable roleCall = new Callable() {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            Thread.sleep(5000);
            Map<String, String> roleMap = new HashMap<String, String>();
            roleMap.put("name", "管理员");
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            log.info("查询角色信息耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");
            return roleMap;
        }
    };

    FutureTask<Map> roleFuture = new FutureTask<>(roleCall);
    new Thread(roleFuture).start();

    log.info("金额查询结果为：" + amountFuture.get());
    log.info("角色查询结果为：" + roleFuture.get());

    long endTime = System.currentTimeMillis();
    log.info("总耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");

}

“
这里要注意：Future对于结果的获取，不是很友好，只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。Future.get() 就是阻塞调用，在线程获取结果之前get方法会一直阻塞；Future提供了一个isDone方法，可以在程序中轮询这个方法查询执行结果。

这里的 amountFuture.get()如果放到如下图所示的位置，则amountFuture下面的线程将等amountFuture.get()完成后才能执行，没有执行完，则一直阻塞。

结果：

代码演示（使用自定义线程池）：

@Test
public void executor() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long startTime = System.currentTimeMillis();

    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

    Callable amountCall = new Callable() {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            Thread.sleep(6000);
            Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
            amountMap.put("amount", 99);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            log.info("查询金额信息耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");
            return amountMap;
        }
    };

    Callable roleCall = new Callable() {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            Thread.sleep(5000);
            Map<String, String> roleMap = new HashMap<String, String>();
            roleMap.put("name", "管理员");
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            log.info("查询用户角色信息耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");
            return roleMap;
        }
    };

    Future amountFuture = executor.submit(amountCall);
    Future roleFuture = executor.submit(roleCall);

    log.info("金额查询结果为：" + amountFuture.get());
    log.info("角色查询结果为：" + roleFuture.get());

    long endTime = System.currentTimeMillis();
    log.info("总耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");

}

结果：

CompletableFuture使用场景

创建异步任务

CompletableFuture创建异步任务，一般有supplyAsync和runAsync两个方法：

supplyAsync执行CompletableFuture任务，支持返回值。
runAsync执行CompletableFuture任务，没有返回值。

supplyAsync方法

//使用默认内置线程池ForkJoinPool.commonPool()，根据supplier构建执行任务
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)
//自定义线程，根据supplier构建执行任务
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)

runAsync方法

//使用默认内置线程池ForkJoinPool.commonPool()，根据runnable构建执行任务
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) 
//自定义线程，根据runnable构建执行任务
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable,  Executor executor)

代码演示：

 @Test
    // supplyAsync执行CompletableFuture任务，支持返回值
    public void defaultSupplyAsync() throws ExecutionException, InterruptedException {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        // 构建执行任务
        CompletableFuture<Map<String, Object>> amountCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
            amountMap.put("amount", 99);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            log.info("查询金额信息耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");
            return amountMap;
        });
//        这行代码在这里 则会进行6秒的阻塞 下面代码其他线程无法创建
//        只能等这个线程6秒过后结束才能创建其他线程
//        Map<String, Object> userMap = userCompletableFuture.get();
        CompletableFuture<Map<String, Object>> roleCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Map<String, Object> roleMap = new HashMap<String, Object>();
            roleMap.put("name", "管理员");
            return roleMap;
        });

        log.info("金额查询结果为：" + amountCompletableFuture.join());
        log.info("角色查询结果为：" + roleCompletableFuture.join());

        log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
    }

    @Test
    // supplyAsync执行CompletableFuture任务，支持返回值
    public void customSupplyAsync() throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 自定义线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        CompletableFuture<Map<String, Object>> amountCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
            amountMap.put("amount", 99);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            log.info("查询金额信息耗时:" + (endTime - startTime) / 1000 + "秒");
            return amountMap;
        }, executorService);
//        这行代码在这里 则会进行6秒的阻塞 下面代码其他线程无法创建
//        只能等这个线程6秒过后结束才能创建其他线程
//        Map<String, Object> userMap = userCompletableFuture.get();
        CompletableFuture<Map<String, Object>> roleCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Map<String, Object> roleMap = new HashMap<String, Object>();
            roleMap.put("name", "管理员");
            return roleMap;
        }, executorService);
        log.info("金额查询结果为：" + amountCompletableFuture.join());
        log.info("角色查询结果为：" + roleCompletableFuture.join());
        // 线程池需要关闭
        executorService.shutdown();
        log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
    }

 @Test
    // runAsync执行CompletableFuture任务，没有返回值
    public void defaultRunAsync() {

        long lordStartTime = System.currentTimeMillis();

        CompletableFuture<Void> amountCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("执行金额增删改操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        });

        CompletableFuture<Void> roleCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            try {
                Thread.sleep(4000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("执行角色增删改操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        });
        log.info("金额查询结果为：" + amountCompletableFuture.join());
        log.info("角色查询结果为：" + roleCompletableFuture.join());

        log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - lordStartTime) / 1000 + "秒");
    }

    @Test
    // runAsync执行CompletableFuture任务，没有返回值
    public void customRunAsync() {

        long lordStartTime = System.currentTimeMillis();
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

        CompletableFuture<Void> amountCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("执行金额增删改操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        }, executor);

        CompletableFuture<Void> roleCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("执行角色增删改操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        }, executor);
        log.info("金额查询结果为：" + amountCompletableFuture.join());
        log.info("角色查询结果为：" + roleCompletableFuture.join());

        // 关闭线程池
        executor.shutdown();
        log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - lordStartTime) / 1000 + "秒");
    }

注意：这里的get()与join()都是获取任务线程的返回值。join()方法抛出的是uncheck异常（即RuntimeException)，不会强制开发者抛出，会将异常包装成CompletionException异常 /CancellationException异常，但是本质原因还是代码内存在的真正的异常；

get()方法抛出的是经过检查的异常，ExecutionException, InterruptedException 需要用户手动处理（抛出或者 try catch）。

异步任务回调

thenRun / thenRunAsync

CompletableFuture的thenRun方法，通俗点讲就是，做完第一个任务后，再做第二个任务。某个任务执行完成后，执行回调方法；但是前后两个任务没有参数传递，第二个任务也没有返回值。

public CompletableFuture<Void> thenRun(Runnable action);
public CompletableFuture<Void> thenRunAsync(Runnable action);

thenRun / thenRunAsync的区别? 源码解释：

private static final Executor asyncPool = useCommonPool ?
    ForkJoinPool.commonPool() : new ThreadPerTaskExecutor();
    
public CompletableFuture<Void> thenRun(Runnable action) {
    return uniRunStage(null, action);
}

public CompletableFuture<Void> thenRunAsync(Runnable action) {
    return uniRunStage(asyncPool, action);
}

如果你执行第一个任务的时候，传入了一个自定义线程池：

调用thenRun方法执行第二个任务时，则第二个任务和第一个任务是共用同一个线程池。
调用thenRunAsync执行第二个任务时，则第一个任务使用的是你自己传入的线程池，第二个任务使用的是ForkJoin线程池。

后面介绍的thenAccept和thenAcceptAsync，thenApply和thenApplyAsync等，它们之间的区别也是这个哈！

代码演示：

@Test
// 执行第一个任务后 可以继续执行第二个任务 两个任务之间无传参 无返回值
public void defaultThenRun() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long lordStartTime = System.currentTimeMillis();
    CompletableFuture<Void> amountCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("执行金额增删改操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
    });
    CompletableFuture<Void> thenCompletableFuture = amountCompletableFuture.thenRun(() -> {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("执行角色增删改操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
    });
    thenCompletableFuture.get();
    log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - lordStartTime) / 1000 + "秒");

}

结果：

thenAccept / thenAcceptAsync

CompletableFuture的thenAccept方法表示，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。

public CompletableFuture<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action);
public CompletableFuture<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action);

代码演示：

@Test
// 执行第一个任务后 可以继续执行第二个任务 并携带第一个任务的返回值 第二个任务执行完没有返回值
public void defaultThenAccept() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long lordStartTime = System.currentTimeMillis();
    CompletableFuture<Map> amountCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
        amountMap.put("amount", 90);
        log.info("执行金额查询操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        return amountMap;
    });
    CompletableFuture<Void> thenCompletableFuture = amountCompletableFuture.thenAccept((map) -> {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        if (Integer.parseInt(map.get("amount").toString()) > 90) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("金额充足，可以购买！：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        } else {
            log.info("金额不足，无法购买！：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        }
    });
    thenCompletableFuture.get();
    log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - lordStartTime) / 1000 + "秒");

}

结果：

thenApply / thenApplyAsync

CompletableFuture的thenApply方法表示，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。

public <U> CompletableFuture<U> thenApplyAsync();
public CompletableFuture<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action);

代码演示：

@Test
// 执行第一个任务后 可以继续执行第二个任务 并携带第一个任务的返回值 第二个任务执行完有返回值
public void defaultThenApply() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long lordStartTime = System.currentTimeMillis();
    CompletableFuture<Map> amountCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
        amountMap.put("amount", 90);
        log.info("执行金额查询操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        return amountMap;
    });
    CompletableFuture<Integer> thenCompletableFuture = amountCompletableFuture.thenApply((map) -> {
        int number = 0;
        if (Integer.parseInt(map.get("amount").toString()) > 3) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            // 可口可乐3元一瓶 看金额一共能购买多少瓶
            number = Integer.parseInt(map.get("amount").toString()) / 3;
        }
        return number;
    });

    log.info("当前金额一共可以买" + thenCompletableFuture.get() + "瓶可口可乐！");
    Integer integer = thenCompletableFuture.get();
    log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - lordStartTime) / 1000 + "秒");
}

结果：

exceptionally

CompletableFuture的exceptionally方法表示，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。

public CompletableFuture<T> exceptionally(
    Function<Throwable, ? extends T> fn) {
    return uniExceptionallyStage(fn);
}

代码演示：

 @Test
// 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。
public void exceptionally() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long lordStartTime = System.currentTimeMillis();
    CompletableFuture<Map> amountCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Map<String, Object> amountMap = new HashMap<String, Object>();
        amountMap.put("amount", 90);
        log.info("执行金额查询操作用时：" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + "秒");
        return amountMap;
    });
    CompletableFuture<Integer> thenCompletableFuture = amountCompletableFuture.thenApply((map) -> {
        int number = 0;
        if (Integer.parseInt(map.get("amount").toString()) > 3) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                // 可口可乐3元一瓶 看金额一共能购买多少瓶
                number = Integer.parseInt(map.get("amount").toString()) / 0;
            } catch (ArithmeticException | InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                throw new ArithmeticException(); // 这里一定要将异常抛除了，不然exceptionally无效
            }
        }
        return number;
    });

    CompletableFuture<Integer> exceptionFuture = thenCompletableFuture.exceptionally((e) -> {
        log.error("除数为0，则默认商为0！");
        return 0;
    });
    log.info("当前金额一共可以买" + thenCompletableFuture.get() + "瓶可口可乐！");
    exceptionFuture.get();
    log.info("总耗时:" + (System.currentTimeMillis() - lordStartTime) / 1000 + "秒");
}

“
注意：这里的异常一定要抛出来，不然exceptionally无效！

whenComplete

CompletableFuture的whenComplete方法表示，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。

public CompletableFuture<T> whenComplete(
    BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action) {
    return uniWhenCompleteStage(null, action);
}

代码演示：

@Test
// 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。
public void whenComplete() {
    CompletableFuture<String> stringCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        return "周杰伦";
    });
    CompletableFuture<String> stringCompletableFuture1 = stringCompletableFuture.whenComplete((a, throwable) -> {
        log.info("周杰伦喜欢唱");
    });
    log.info("输出结果为第一个任务：" + stringCompletableFuture1.join());
}

结果：

handle

CompletableFuture的handle方法表示，某个QQ账号买号平台地图任务执行完成后，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。

public <U> CompletableFuture<U> handle(
    BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn) {
    return uniHandleStage(null, fn);
}

代码演示：

@Test
//    某个任务执行完成后，执行的回调方法，有返回值；并且handle方法返回的CompletableFuture的result是第二个任务的结果。
public void handle() {
    CompletableFuture<String> stringCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        return "周杰伦";
    });
    CompletableFuture<String> stringCompletableFuture1 = stringCompletableFuture.handle((a, throwable) -> {
        return "周杰伦喜欢唱歌!";
    });
    log.info("输出结果为第二个任务：" + stringCompletableFuture1.join());
}

结果：

多个任务组合处理

AND组合关系

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。

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。

代码演示：

@Test
public void thenCombine() {
    CompletableFuture<Integer> first = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        return 7;
    });
    CompletableFuture<Integer> second = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 2).thenCombine(first, Integer::sum);
    log.info("结果为：" + second.join());
}

结果为：

OR组合关系

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。

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。

代码演示：

@Test
public void applyToEither1() {
    log.info("魏凯下班准备回家。。。");
    log.info("魏凯等待2号，4号地铁。。。");
    CompletableFuture<String> busCF = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        log.info("2号在路上。。。");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "2";
    }).applyToEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        log.info("4号地铁在路上。。。");
        try {
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "4";
    }), first -> first + "号");
    log.info("魏凯坐上" + busCF.join() + "地铁");
}

@Test
// OR
public void applyToEither() {
    CompletableFuture<Integer> first = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(2000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return 7;
    });
    CompletableFuture<Integer> second = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(3000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return 7;
    }).applyToEither(first, num -> num);
    log.info("最后结果为：" + second.join());
}

结果演示：

AllOf

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。

代码演示：

@Test
// 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。
// 这里第一次执行没有睡眠的话，是可以直接执行第三个任务的。如果有睡眠，则需要手动join启动。
public void allOf() {
    CompletableFuture<Void> first = CompletableFuture.runAsync(() -> {
//            try {
//                Thread.sleep(2000);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
        log.info("第一个任务执行完成！");
    });
    CompletableFuture<Void> second = CompletableFuture.runAsync(() -> {
//            try {
//                Thread.sleep(500);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
        log.info("第二个任务执行完成！");
    });
    CompletableFuture<Void> voidCompletableFuture = CompletableFuture.allOf(first, second).whenComplete((m, n) -> {
        log.info("第三个任务完成！");
    });
//        voidCompletableFuture.join();
}

结果：

“
注意：这里第一次启动执行没有睡眠的话，是可以直接执行第三个任务的，因为这两个任务都执行完成，启动的瞬间第三个也同时执行完。如果有睡眠，则需要手动join启动，等待最长睡眠任务时间过后，第三个任务完成！

AnyOf

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。

代码演示：

@Test
// 前提任务任意执行完一个，则目标任务执行。其他前提任务则不在执行。
// 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。
public void anyOf() {
    CompletableFuture<Void> first = CompletableFuture.runAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("第一个任务执行完成！");
    });
    CompletableFuture<Void> second = CompletableFuture.runAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("第二个任务执行完成！");
    });
    CompletableFuture<Object> voidCompletableFuture = CompletableFuture.anyOf(first, second).whenComplete((m, n) -> {
        log.info("第三个任务完成！");
    });
    voidCompletableFuture.join();
}

结果：

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。

代码演示：

@Test
public void thenCompose1() {
    CompletableFuture<Integer> stringCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 4)
            .thenCompose(value -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                // thenCompose方法返回一个新的CompletableFuture
                if (Integer.valueOf(4).equals(value)) {
                    return 66;
                } else {
                    return 99;
                }
            }));
    log.info("结果：" + stringCompletableFuture.join());

}

@Test
public void thenCompose() {
    CompletableFuture<String> first = CompletableFuture.completedFuture("第一个任务");
    CompletableFuture<String> stringCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 4)
            .thenCompose((data) -> {
                log.info("data为：" + data);
                return first;
            });
    log.info("结果：" + stringCompletableFuture.join());

}

结果：

CompletableFuture注意点

Future需要获取返回值，才能获取异常信息

  @Test
    public void futureTest(){
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

        CompletableFuture<Integer> integerCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            int m = 9;
            int n = 0;
            return m / n;
        },executor);
//        integerCompletableFuture.join(); // 这行代码不加，则不会抛出异常
    }

Future需要获取返回值，才能获取到异常信息。如果不加 get()/join()方法，看不到异常信息。小伙伴们使用的时候，注意一下哈，考虑是否加try…catch…或者使用exceptionally方法。

CompletableFuture的get()方法是阻塞的

//反例
 CompletableFuture.get();
//正例
CompletableFuture.get(9, TimeUnit.SECONDS);

CompletableFuture的get()方法是阻塞的，如果使用它来获取异步调用的返回值，需要添加超时时间

默认线程池的注意点

CompletableFuture代码中又使用了默认的线程池，处理的线程个数是电脑CPU核数-1。在大量请求过来的时候，处理逻辑复杂的话，响应会很慢。一般建议使用自定义线程池，优化线程池配置参数。

自定义线程池时，注意饱和策略

CompletableFuture的get()方法是阻塞的，我们一般建议使用future.get(3, TimeUnit.SECONDS)。并且一般建议使用自定义线程池。但是如果线程池拒绝策略是DiscardPolicy或者DiscardOldestPolicy，当线程池饱和时，会直接丢弃任务，不会抛弃异常。

因此建议，CompletableFuture线程池策略最好使用AbortPolicy，然后耗时的异步线程，做好线程池隔离!

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来源: qq

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