异步任务编排利器：CompletableFuture实现优雅的并行编程

后端

2023-02-11 04:52:03

CompletableFuture：Java 8 中并行编程的优雅解决方案

在现代计算中，处理多项任务已成为常态。从网页爬取到文件处理再到数据库查询，这些任务通常需要并行编程，使用多个线程同时执行操作。

尽管 Java 提供了多线程编程机制，但其使用起来并不直观。CompletableFuture 是 Java 8 并发包中引入的一种异步编程实现类，旨在简化并行编程，提供比 Future 更强大的功能。

CompletableFuture 简介

CompletableFuture 是一种实现了 Future 和 CompletionStage 接口的类，可以表示异步计算的结果。它包含多种方法，使你可以轻松地组合和转换异步计算结果。

CompletableFuture 的优势

与传统多线程编程相比，CompletableFuture 提供了以下优势：

简化代码： CompletableFuture 消除了传统多线程编程中复杂的线程管理和锁机制。
提高性能： 通过避免线程阻塞，CompletableFuture 可以提高应用程序性能，尤其是在处理大量并行任务时。
增强灵活性： 它允许你轻松地组合和转换异步任务，创建复杂的并行计算管道。

CompletableFuture 的使用

使用 CompletableFuture 非常简单：

创建 CompletableFuture 对象： 使用 CompletableFuture.supplyAsync() 或 CompletableFuture.runAsync() 方法创建一个 CompletableFuture 对象。
使用转换方法： 使用 thenApply()、thenCompose()、thenAccept() 等方法将异步计算结果应用于函数或操作。
组合任务： 通过组合多个 CompletableFuture 对象，可以创建复杂的并行计算管道。
获取结果： 使用 get() 或 join() 方法获取最终计算结果。

实战案例

以下是一个使用 CompletableFuture 计算素数的实战案例：

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.stream.IntStream;

public class PrimeNumberCalculator {

    public static void main(String[] args) {
        int number = 1000000;

        CompletableFuture<Integer> primeCountFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return IntStream.rangeClosed(2, number)
                    .filter(PrimeNumberCalculator::isPrime)
                    .sum();
        });

        System.out.println("Calculating prime numbers up to " + number + "...");

        int primeCount = primeCountFuture.join();

        System.out.println("Total prime numbers found: " + primeCount);
    }

    private static boolean isPrime(int number) {
        if (number <= 1) {
            return false;
        }

        for (int i = 2; i <= Math.sqrt(number); i++) {
            if (number % i == 0) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}