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简述CompletableFuture异步任务编排（下）

2022-12-17 240
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简介： 简述CompletableFuture异步任务编排
  • 多任务结果合并

image.png


示例代码如下：

CompletableFuture future1 = CompletableFuture
        // 任务1
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task1";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture future2 = CompletableFuture
        // 任务2
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task2";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture future3 = CompletableFuture
        // 任务3
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task3";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture[] futures = new CompletableFuture[]{future1, future2, future3};
    CompletableFuture.allOf(futures)
        // 任务4
        .whenCompleteAsync(
            (v, e) -> {
              List<Object> values = new ArrayList<>();
              for (CompletableFuture future : futures) {
                try {
                  values.add(future.get());
                } catch (Exception ex) {
                }
              }
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task4";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("前面任务的处理结果：" + values);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
复制代码

执行结果如下：

completable-future-test-Thread-3开始执行任务：task2
completable-future-test-Thread-4开始执行任务：task3
completable-future-test-Thread-2开始执行任务：task1
正在执行任务task2
正在执行任务task3
正在执行任务task1
task2执行结束
task3执行结束
task1执行结束
completable-future-test-Thread-2开始执行任务：task4
前面任务的处理结果：[task1, task2, task3]
正在执行任务task4
task4执行结束
复制代码

之所以最后任务4的线程是completable-future-test-Thread-2，那是因为线程池的核心线程数设置为3，线程数设置高一点就会创建新的线程处理；

从上述代码示例中，我们可以收获到另一个知识点：allOf()，它的作用是要求所有的任务全部完成才能执行后面的任务。

任一任务完成

在一批任务中，只要有一个任务完成，那么就可以向后继续执行其他任务。

为了代码演示无异议，后续代码中，我们把线程数提升到4。

示例代码如下：

CompletableFuture future1 = CompletableFuture
        // 任务1
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task1";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture future2 = CompletableFuture
        // 任务2
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task2";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture future3 = CompletableFuture
        // 任务3
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task3";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture.anyOf(future1, future2, future3)
        .thenApplyAsync((taskResult) -> {
          Thread currentThread = Thread.currentThread();
          String ThreadName = currentThread.getName();
          String taskName = "task4";
          System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
          System.out.println("前面任务的处理结果：" + taskResult);
          System.out.println("正在执行任务" + taskName);
          System.out.println(taskName + "执行结束");
          return taskName;
        }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
复制代码

执行结果如下：

completable-future-test-Thread-2开始执行任务：task1
completable-future-test-Thread-4开始执行任务：task3
completable-future-test-Thread-3开始执行任务：task2
正在执行任务task3
正在执行任务task2
正在执行任务task1
task1执行结束
task3执行结束
task2执行结束
completable-future-test-Thread-5开始执行任务：task4
前面任务的处理结果：task1
正在执行任务task4
task4执行结束
复制代码

可以看到，任务1第一个结束，所以任务4中接收到的执行结果就是任务1的返回值。

快速失败

在一批任务当中，只要有任意一个任务执行产生异常了，那么就直接结束；否则就要等待所有任务成功执行完毕。

示例代码如下：

CompletableFuture future1 = CompletableFuture
        // 任务1
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task1";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture future2 = CompletableFuture
        // 任务2
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task2";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              throw new RuntimeException("任务2异常！");
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture future3 = CompletableFuture
        // 任务3
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task3";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              throw new RuntimeException("任务3异常！");
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR);
    CompletableFuture[] futures = new CompletableFuture[]{future1, future2, future3};
    CompletableFuture allCompletableFuture = CompletableFuture.allOf(futures);
    // 创建一个任务来监听异常
    CompletableFuture<?> anyException = new CompletableFuture<>();
    for (CompletableFuture<?> completableFuture : futures) {
      completableFuture.exceptionally((t) -> {
        // 任何一个任务异常都会让anyException任务完成
        anyException.completeExceptionally(t);
        return null;
      });
    }
    // 要么allCompletableFuture全部成功，要么一个出现异常就结束任务
    CompletableFuture.anyOf(allCompletableFuture, anyException)
        .whenComplete((value, exception) -> {
          if (Objects.nonNull(exception)) {
            System.out.println("产生异常，提前结束！");
            exception.printStackTrace();
            return;
          }
          System.out.println("所有任务正常完成！");
        });
复制代码

执行结果如下：

completable-future-test-Thread-2开始执行任务：task1
completable-future-test-Thread-3开始执行任务：task2
completable-future-test-Thread-4开始执行任务：task3
正在执行任务task2
正在执行任务task3
正在执行任务task1
task2执行结束
task1执行结束
task3执行结束
产生异常，提前结束！
java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.RuntimeException: 任务2异常！
  at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture.encodeThrowable(CompletableFuture.java:314)
  at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture.completeThrowable(CompletableFuture.java:319)
  at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture$AsyncSupply.run(CompletableFuture.java:1702)
  at java.base/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1128)
  at java.base/java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:628)
  at java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:834)
Caused by: java.lang.RuntimeException: 任务2异常！
  at com.example.awesomerocketmq.completable.CompletableFutureTest.lambda$t$1(CompletableFutureTest.java:53)
  at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture$AsyncSupply.run(CompletableFuture.java:1700)
  ... 3 more
复制代码

CompletableFuture没有现成的api实现快速失败的功能，所以我们只能结合allOf()和anyOf()来逻辑来自定义方法完成快速失败的逻辑；

1.我们需要额外创建一个CompletableFuture来监听所有的CompletableFuture，一旦其中一个CompletableFuture产生异常，我们就设置额外的CompletableFuture立即完成。

2.把所有的CompletableFuture和额外的CompletableFuture放在anyOf()方法中，这样一旦额外的CompletableFuture完成，说明产生异常了；否则就需要等待所有的CompletableFuture完成。

注意

  • 异常处理

最后需要注意的是，所有的CompletableFuture任务一定要加上异常处理：

CompletableFuture
        // 任务1
        .supplyAsync(
            () -> {
              Thread currentThread = Thread.currentThread();
              String ThreadName = currentThread.getName();
              String taskName = "task1";
              System.out.println(ThreadName + "开始执行任务：" + taskName);
              System.out.println("正在执行任务" + taskName);
              System.out.println(taskName + "执行结束");
              return taskName;
            }, THREAD_POOL_EXECUTOR)
        .whenComplete((v,e)->{
          if(Objects.nonNull(e)){
            // todo
            // 处理异常
          }
          if(Objects.nonNull(v)){
            // todo
          }
        });
复制代码

还可以通过另外两个方法处理：exceptionally()或者handle()；

  • 自定义线程池

CompletableFuture默认的线程池是ForkJoinThreadPool，建议大家在使用的时候尽可能地使用自定义线程池，这样方便后续的代码优化以及相关的日志查看。


文章标签：
Java
API
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