CompletableFuture异步编排+实战

2024 年 8 月 13 日 5点热度 0人点赞 0条评论

一、CompletableFuture异步编排

问题：查询商品详情页的逻辑非常复杂，数据的获取都需要远程调用，必然需要花费更多的时间。
假如商品详情页的每个查询，需要如下标注的时间才能完成


// 1. 获取sku的基本信息 1.5s

// 2. 获取sku的图片信息 0.5s

// 3. 获取spu的所有销售属性 1s

// 4. sku价格 0.5s
...

那么，用户需要3.5s后才能看到商品详情页的内容。很显然是不能接受的。
如果有多个线程同时完成这4步操作，也许只需要1.5s即可完成响应。

1.CompletableFuture介绍

Future是Java 5添加的类，用来描述一个异步计算的结果。你可以使用isDone方法检查计算是否完成，或者使用get阻塞住调用线程，直到计算完成返回结果，你也可以使用cancel方法停止任务的执行。

在Java 8中, 新增加了一个包含50个方法左右的类: CompletableFuture，提供了非常强大的Future的扩展功能，可以帮助我们简化异步编程的复杂性，提供了函数式编程的能力，可以通过回调的方式处理计算结果，并且提供了转换和组合CompletableFuture的方法。
CompletableFuture类实现了Future接口，所以你还是可以像以前一样通过get方法阻塞或者轮询的方式获得结果，但是这种方式不推荐使用。
CompletableFuture和FutureTask同属于Future接口的实现类，都可以获取线程的执行结果。
在这里插入图片描述

2.创建异步对象

CompletableFuture 提供了四个静态方法来创建一个异步操作。
在这里插入图片描述
没有指定Executor的方法会使用ForkJoinPool.commonPool() 作为它的线程池执行异步代码。如果指定线程池，则。

runAsync方法不支持返回值。
supplyAsync可以支持返回值。

3.计算完成时回调方法

当CompletableFuture的计算结果完成，或者抛出异常的时候，可以执行特定的Action。主要是下面的方法：
在这里插入图片描述
whenComplete可以处理正常或异常的计算结果，exceptionally处理异常情况。BiConsumer<? super T,? super Throwable>可以定义处理业务

whenComplete 和 whenCompleteAsync 的区别：
whenComplete：是执行当前任务的线程执行继续执行 whenComplete 的任务。
whenCompleteAsync：是执行把 whenCompleteAsync 这个任务继续提交给线程池来进行执行。

方法不以Async结尾，意味着Action使用相同的线程执行，而Async可能会使用其他线程执行（如果是使用相同的线程池，也可能会被同一个线程选中执行）

代码示例：

public class CompletableFutureDemo2 {
    
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    
        CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Object>() {
    
            @Override
            public Object get() {
    
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t completableFuture");
                int i = 10 / 0;
                return 1024;
            }
        }).whenComplete(new BiConsumer<Object, Throwable>() {
    
            @Override
            public void accept(Object o, Throwable throwable) {
    
                System.out.println("-------o=" + o.toString());
                System.out.println("-------throwable=" + throwable);
            }
        }).exceptionally(new Function<Throwable, Object>() {
    
            @Override
            public Object apply(Throwable throwable) {
    
                System.out.println("throwable=" + throwable);
                return 6666;
            }
        });
        System.out.println(future.get());
    }
}

在这里插入图片描述

4.线程串行化与并行化方法

thenApply 方法：当一个线程依赖另一个线程时，获取上一个任务返回的结果，并返回当前任务的返回值。
在这里插入图片描述
thenAccept方法：消费处理结果。接收任务的处理结果，并消费处理，无返回结果。

thenRun方法：只要上面的任务执行完成，就开始执行thenRun，只是处理完任务后，执行 thenRun的后续操作

带有Async默认是异步执行的。这里所谓的异步指的是不在当前线程内执行。

Function<? super T,? extends U>
T：上一个任务返回结果的类型
U：当前任务的返回值类型

代码演示：

public class CompletableFutureDemo2 {
    
    public static void main(String[] args) {
    

        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(50, 500, 30, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(10000));
        //创建一个异步任务对象A

        CompletableFuture<Object> futureA = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Object>() {
    
            @Override
            public Object get() {
    
                return "404";
            }
        },threadPoolExecutor);
        //创建一个B
        futureA.thenAcceptAsync(new Consumer<Object>() {
    
            @Override
            public void accept(Object o) {
    
                try {
    
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
    
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                System.out.println("我是B");



            }
        },threadPoolExecutor);

        //创建一个C
        futureA.thenAcceptAsync(new Consumer<Object>() {
    
            @Override
            public void accept(Object o) {
    

                System.out.println("我是C");
            }
        },threadPoolExecutor);

    }
}

在这里插入图片描述

5.多任务组合

public static CompletableFuture<Void> allOf(CompletableFuture<?>... cfs);
public static CompletableFuture<Object> anyOf(CompletableFuture<?>... cfs);

allOf：等待所有任务完成
anyOf：只要有一个任务完成

6.优化商品详情页-实战

对下面6个进行异步编排

获取sku信息和图片列表
获取实时价格
获取三级分类
获取销售属性和选中状态
获取商品切换数据
获取平台信息

    @Override
    public HashMap<String, Object> getItem(Long skuId) {
    

        HashMap<String, Object> resultMap=new HashMap<>();

        //获取sku信息和图片列表
        SkuInfo skuInfo = productFeignClient.getSkuInfo(skuId);
        resultMap.put("skuInfo",skuInfo);

        //获取实时价格
        BigDecimal skuPrice = productFeignClient.getSkuPrice(skuId);
        resultMap.put("price",skuPrice);

        //判断
        if(skuInfo!=null){
    
            //获取三级分类
            BaseCategoryView categoryView = productFeignClient.getCategoryView(skuInfo.getCategory3Id());
            resultMap.put("categoryView",categoryView);
            //获取销售属性和选中状态
            List<SpuSaleAttr> spuSaleAttrListCheckBySku = productFeignClient.getSpuSaleAttrListCheckBySku(skuId,skuInfo.getSpuId());
            resultMap.put("spuSaleAttrList",spuSaleAttrListCheckBySku);
            //获取商品切换数据
            Map skuValueIdsMap = productFeignClient.getSkuValueIdsMap(skuInfo.getSpuId());
            resultMap.put("valuesSkuJson", JSON.toJSONString(skuValueIdsMap));

            //获取海报信息
            List<SpuPoster> spuPosterBySpuId = productFeignClient.findSpuPosterBySpuId(skuInfo.getSpuId());
            resultMap.put("spuPosterList",spuPosterBySpuId);
        }


        //获取平台信息
        List<BaseAttrInfo> attrList = productFeignClient.getAttrList(skuId);

        //处理符合要求 List Obj key attrName key attrValue
        List<Map<String, String>> spuAttrList = attrList.stream().map(baseAttrInfo -> {
    

            Map<String, String> map = new HashMap<>();
            map.put("attrName", baseAttrInfo.getAttrName());
            map.put("attrValue", baseAttrInfo.getAttrValueList().get(0).getValueName());


            return map;
        }).collect(Collectors.toList());

        resultMap.put("skuAttrList",spuAttrList);

        return resultMap;
    }

代码实现

    @Autowired
    private ThreadPoolExecutor executor;

    /** * 获取商品详情 * @param skuId * @return */
    @Override
    public HashMap<String, Object> getItem(Long skuId) {
    

        HashMap<String, Object> resultMap=new HashMap<>();

        //为啥需要返回值，因为下面的内容需要skuInfo
        CompletableFuture<SkuInfo> skuInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    
            //获取sku信息和图片列表
            SkuInfo skuInfo = productFeignClient.getSkuInfo(skuId);
            resultMap.put("skuInfo", skuInfo);
            return skuInfo;
        }, executor);

        //下面的代码没用到skuPrice，所以不需要返回值
        CompletableFuture<Void> skuPriceCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
    
            //获取实时价格
            BigDecimal skuPrice = productFeignClient.getSkuPrice(skuId);
            resultMap.put("price", skuPrice);
        }, executor);

        //三级分类要依赖于上面的 sku信息和图片列表
        CompletableFuture<Void> categoryViewCompletableFuture = skuInfoCompletableFuture.thenAcceptAsync((skuInfo) -> {
    
            //获取三级分类
            BaseCategoryView categoryView = productFeignClient.getCategoryView(skuInfo.getCategory3Id());
            resultMap.put("categoryView", categoryView);
        }, executor);


        CompletableFuture<Void> spuSaleAttrListCheckBySkuCompletableFuture = skuInfoCompletableFuture.thenAcceptAsync((skuInfo) -> {
    
            //获取销售属性和选中状态
            List<SpuSaleAttr> spuSaleAttrListCheckBySku = productFeignClient.getSpuSaleAttrListCheckBySku(skuId, skuInfo.getSpuId());
            resultMap.put("spuSaleAttrList", spuSaleAttrListCheckBySku);
        }, executor);


        CompletableFuture<Void> skuValueIdsMapCompletableFuture = skuInfoCompletableFuture.thenAcceptAsync((skuInfo) -> {
    
            //获取商品切换数据
            Map skuValueIdsMap = productFeignClient.getSkuValueIdsMap(skuInfo.getSpuId());
            resultMap.put("valuesSkuJson", JSON.toJSONString(skuValueIdsMap));
        }, executor);


        CompletableFuture<Void> spuPosterBySpuIdCompletableFuture = skuInfoCompletableFuture.thenAcceptAsync((skuInfo) -> {
    
            //获取海报信息
            List<SpuPoster> spuPosterBySpuId = productFeignClient.findSpuPosterBySpuId(skuInfo.getSpuId());
            resultMap.put("spuPosterList",spuPosterBySpuId);
        }, executor);


        CompletableFuture<Void> attrListCompletableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
    
            //获取平台信息
            List<BaseAttrInfo> attrList = productFeignClient.getAttrList(skuId);

            //处理符合要求 List Obj key attrName key attrValue
            List<Map<String, String>> spuAttrList = attrList.stream().map(baseAttrInfo -> {
    

                Map<String, String> map = new HashMap<>();
                map.put("attrName", baseAttrInfo.getAttrName());
                map.put("attrValue", baseAttrInfo.getAttrValueList().get(0).getValueName());


                return map;
            }).collect(Collectors.toList());

            resultMap.put("skuAttrList", spuAttrList);
        }, executor);

        //多任务组合 ---所有的异步任务执行完成才是完成
        CompletableFuture.allOf(skuInfoCompletableFuture,
                skuPriceCompletableFuture,
                categoryViewCompletableFuture,
                spuSaleAttrListCheckBySkuCompletableFuture,
                skuValueIdsMapCompletableFuture,
                spuPosterBySpuIdCompletableFuture,
                attrListCompletableFuture).join();


        return resultMap;
    }

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
    
    @Bean
    public ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor(){
    
        /** * 核心线程数 * 拥有最多线程数 * 表示空闲线程的存活时间 * 存活时间单位 * 用于缓存任务的阻塞队列 * 省略： * threadFactory：指定创建线程的工厂 * handler：表示当workQueue已满，且池中的线程数达到maximumPoolSize时，线程池拒绝添加新任务时采取的策略。 */
        return new ThreadPoolExecutor(50,500,30, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(10000));
    }
}