Java Async

JDK8 - CompletableFuture 非同步處理簡介

劉明凱 Matt Liu 2019/11/11 15:26:50

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前言

在編寫非同步處理的程式時，若遇到較複雜的連續組合或者Exception Handling等等的狀況，

很容易就會寫出可讀性不佳的程式碼。在JDK 8中，java.util.concurret新增了CompletableFuture，

它提供了許多強大的功能讓非同步處理的調用變得更加便利且清晰。

使用

1.創建非同步任務

我們可以透過CompletableFuture提供的 runAsync 及 supplyAsync 兩個靜態方法來創建非同步的任務

而兩個方法主要的差別是：

runAsync - 沒有回傳值

supplyAsync - 有回傳值

public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable,Executor executor)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)

如果我們在調用runAsync及supplyAsync時，若沒有特別指定調用的執行緒池的話，

預設則會使用 ForkJoinPool ，當然我們也可以使用自訂的執行緒池。

如果在方法中帶入我們自訂的Executor，CompletableFuture將會調用我們自定義的執行緒池去創建非同步任務，

並且可以使用 get() 來取得它的回傳結果。

以下是簡單的例子：

CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			LOGGER.info("supplyAsync START");
			LOGGER.info("say Hello World");
			return "Hello World";
		});

		LOGGER.info(hello.get());

沒有指定 Executor的話，則會取用預設的Executor，若我們額外設定Executor的話，它將會取用我們所定義的

CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			LOGGER.info("supplyAsync START");
			LOGGER.info("say Hello World");
			return "Hello World";
		}, sampleExecutor);

這樣我們就可以讓 CompletableFuture 使用自定義的Executor執行非同步任務。

2.同時執行多個非同步任務

上面已經成功利用 CompletableFuture 創建非同步任務了，

當然也可以同時創建多個非同步的任務來同時執行，

所以利用簡單的範例來測試是否同時使用多個 CompletableFuture 時，可以同時執行不同任務。

	CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			try {
				LOGGER.info("supplyAsync 1 Sleep");
				Thread.sleep(500);
				LOGGER.info("supplyAsync 1 wake up");
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			LOGGER.info("say Hello");
			return "Hello";
		}, sampleExecutor);
	CompletableFuture<String> world = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			try {
				LOGGER.info("supplyAsync 2 Sleep");
				Thread.sleep(500);
				LOGGER.info("supplyAsync 2 wake up");
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			LOGGER.info("say world");
			return "World";
		}, sampleExecutor);

		LOGGER.info("All OK");

執行後可以看到，CompletableFuture 使用了兩個 sample-thread執行，並且同時正在執行自己的任務，

也發現到主執行緒也同時執行自己的工作，因此如果遇到需要等待子執行緒結束的時候再繼續執行的話，

我們將可以利用CompletableFuture 的allOf以及join的功能來等待它們結束。

		CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			try {
				LOGGER.info("supplyAsync 1 Sleep");
				Thread.sleep(500);
				LOGGER.info("supplyAsync 1 wake up");
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			LOGGER.info("say Hello");
			return "Hello";
		}, sampleExecutor);
		
		CompletableFuture<String> world = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			try {
				LOGGER.info("supplyAsync 2 Sleep");
				Thread.sleep(500);
				LOGGER.info("supplyAsync 2 wake up");
			} catch (InterruptedException e) {
			}
			LOGGER.info("say world");
			return "World";
		}, sampleExecutor);
		
		
		CompletableFuture allOf = CompletableFuture.allOf(hello, world);
		allOf.join();
		

		LOGGER.info("All OK");

加上allOf及join之後，就可以使主執行緒等待allOf裡面所帶入的非同步任務結束後再繼續執行，

主執行緒就不會在子執行緒還在執行的時候就搶跑了。

3.whenComplete

我們也可以利用CompletableFuture裡的whenComplete來使非同步任務結束之後執行他後續的程式，

像下方簡單的範例可以看到，在whenComplete裡的程式會等到supplyAsync結束之後，

將supplyAsync回傳的內容代入whenComplete裡，並繼續處理後面的程序。

CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
			LOGGER.info("say Hello");
			return "Hello";
		}, sampleExecutor).whenComplete((ok , e) -> {
			if(e != null ) {
				LOGGER.error("e : ", e);
			}
			LOGGER.info("whenComplete : " + ok);
			
		});