JAVA CompletableFuture流水线并行处理详解：并发，不是难题！

2024-01-10 01:12:37

在现实项目开发中，我们经常遇到需要聚合多个信息才能处理完成的场景。如果这些聚合信息环节全部串行执行，就会导致最终响应耗时过长，影响用户体验。

JAVA 为了处理并发场景，提供了丰富的支持，其中 CompletableFuture脱颖而出，成为并发处理的利器。本文将为您深入揭秘 CompletableFuture 的使用技巧，带领您踏上 JAVA 并发处理的进阶之旅。

理解 CompletableFuture

CompletableFuture 是 Java 8 中引入的一个异步编程工具。它提供了一种优雅的方式来处理异步任务，让您能够编写更加简洁、高效的并发代码。

CompletableFuture 的基本原理是，它允许您将一个任务包装成一个 CompletableFuture 对象。当任务完成后，CompletableFuture 对象的状态会发生变化，您可以使用 thenApply()、thenAccept() 和 thenRun() 等方法来注册回调函数，以便在任务完成后执行。

实战：CompletableFuture 的流水线并行处理

为了更好地理解 CompletableFuture 的用法，我们通过一个实际案例来演示如何使用 CompletableFuture 实现流水线并行处理。

假设我们有一个需求，需要从数据库中获取一组用户的信息，并对每个用户的信息进行处理。传统上，我们会使用循环来串行处理这些用户的信息，如下所示：

for (User user : users) {
  // 处理用户的信息
}

使用 CompletableFuture，我们可以将这个串行处理的过程变成并行处理，从而大大提高处理效率。

List<CompletableFuture<User>> futures = new ArrayList<>();
for (User user : users) {
  futures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 处理用户的信息
    return user;
  }));
}

CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()])).join();

在上面的代码中，我们首先使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法将每个用户的信息处理任务包装成一个 CompletableFuture 对象。然后，我们使用 CompletableFuture.allOf() 方法将这些 CompletableFuture 对象组合成一个新的 CompletableFuture 对象。最后，我们使用 join() 方法等待这个新的 CompletableFuture 对象完成。

这样，我们就实现了对用户信息的并行处理。

CompletableFuture 的使用技巧

在使用 CompletableFuture 时，有一些技巧可以帮助您编写出更加简洁、高效的代码。

使用 thenCompose() 方法来组合任务

thenCompose() 方法允许您将两个任务组合成一个新的任务。这对于需要对多个任务的结果进行处理的场景非常有用。

CompletableFuture<User> userFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
  // 获取用户信息
});

CompletableFuture<String> nameFuture = userFuture.thenCompose(user -> {
  // 根据用户信息获取用户名
  return CompletableFuture.supplyAsync(() -> user.getName());
});

在上面的代码中，我们首先使用 supplyAsync() 方法创建一个 CompletableFuture 对象来获取用户信息。然后，我们使用 thenCompose() 方法将这个 CompletableFuture 对象与另一个 CompletableFuture 对象组合起来。这个新的 CompletableFuture 对象将等待第一个 CompletableFuture 对象完成，然后使用第一个 CompletableFuture 对象的结果作为参数来执行第二个任务。

使用 thenAccept() 和 thenRun() 方法来处理任务结果

thenAccept() 方法允许您在任务完成后执行一个不返回任何结果的函数。thenRun() 方法允许您在任务完成后执行一个不接受任何参数的函数。

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
  // 处理任务
});

future.thenAccept(result -> {
  // 处理任务的结果
});

future.thenRun(() -> {
  // 任务完成后要执行的操作
});

在上面的代码中，我们首先使用 supplyAsync() 方法创建一个 CompletableFuture 对象来处理任务。然后，我们使用 thenAccept() 和 thenRun() 方法来分别处理任务的结果和任务完成后要执行的操作。

使用 handle() 方法来处理任务结果和异常

handle() 方法允许您在任务完成后处理任务的结果和异常。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
  // 处理任务
});

future.handle((result, exception) -> {
  // 处理任务的结果和异常
  if (exception != null) {
    // 处理异常
  } else {
    // 处理任务的结果
  }

  return result;
});