• 【大型电商项目开发】线程池-异步(CompletableFuture)-48

    一：线程

    1.初始化线程的四种方式

    1）、继承 Thread

    public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main...start...");
        Thread01 thread = new Thread01();
        //启动线程
        thread.start();
        System.out.println("main...end...");
    }
    public static class Thread01 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());
            int i = 10/2;
            System.out.println("运行结果："+i);
        }
    }
}

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    2）、实现 Runnable 接口

    /**
 * 测试多线程的使用
 */
public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main...start...");
        Runable01 runable01 = new Runable01();
        new Thread(runable01).start();
        System.out.println("main...end...");
    }
    public static class Runable01 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());
            int i = 10/2;
            System.out.println("运行结果："+i);
        }
    }
}

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    3）、实现 Callable 接口 + FutureTask （可以拿到返回结果，可以处理异常）

    public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main...start...");
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new Callable01());
        new Thread(futureTask).start();
        //等待整个异步方法执行完，获取返回结果
        Integer integer = futureTask.get();
        System.out.println("main...end..."+integer);
    }
    public static class Callable01 implements Callable<Integer> {
        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());
            int i = 10/2;
            System.out.println("运行结果："+i);
            return i;
        }
    }
}

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    • 阻塞等待，需要等所有异步执行完，获取到值，才会返回

    4）、线程池(给线程池提交任务)
    问：为什么要使用线程池？
    答：高并发系统下，内存空间是有限的，会消耗系统资源，导致系统崩溃。应该将所有的异步任务都交给线程池执行，做到资源控制。

    public class ThreadTest {
    //当前系统中池只有一两个，每个异步任务，直接提交给线程池
   public static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main...start...");
        executorService.execute(new Runable01());
        System.out.println("main...end...");
    }
}

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    总结：

    • 方式 1 和方式 2：主进程无法获取线程的运算结果。无返回值。
    • 方式 3：主进程可以获取线程的运算结果，但是不利于控制服务器中的线程资源。可以导致 服务器资源耗尽。
    • 方式 1 ，方式 2和方式 3，都不可以控制资源
    • 方式4：通过线程池性能稳定，也可以获取执行结果，并捕获异常。但是，在业务复杂情况下，一 个异步调用可能会依赖于另一个异步调用的执行结果。
    • 一般情况下我们都使用线程池去管理线程。

    2.线程池

    1）开发中为什么使用线程池

    • 降低资源的消耗 ——通过重复利用已经创建好的线程降低线程的创建和销毁带来的损耗
    • 提高响应速度——因为线程池中的线程数没有超过线程池的最大上限时，有的线程处于等待分配任务 的状态，当任务来时无需创建新的线程就能执行
    • 提高线程的可管理性 ——线程池会根据当前系统特点对池内的线程进行优化处理，减少创建和销毁线程带来 的系统开销。无限的创建和销毁线程不仅消耗系统资源，还降低系统的稳定性，使 用线程池进行统一分配

    2）创建线程池

    • 通过Executors工具类（Executors.newFixedThreadPool(10)）
    • new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime,TimeUnit unit, BlockingQueue workQueue, ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler);

    3）线程池的七大参数

    • corePoolSize：【5】核心线程数；线程池中一直保持的线程的数量，即使线程空闲。除非设置了(allowCoreThreadTimeOut )
    • maximumPoolSize： 池中允许的最大的线程数 ,控制资源
    • keepAliveTime： 存活时间，当线程数大于核心线程数的时候，线程在最大多长时间没有接到新任务就会终止释放， 最终线程池维在 corePoolSize 大小
    • unit： 时间单位
    • workQueue 阻塞队列，用来存储等待执行的任务，如果当前对线程的需求超过了 corePoolSize 大小，就会放在这里等待空闲线程执行。
    • threadFactory 创建线程的工厂，比如指定线程名等
    • handler 拒绝策略，如果线程满了，线程池就会使用拒绝策略,拒绝执行任务。

    4）运行流程

    1、线程池创建，准备好 core 数量的核心线程，准备接受任务
    2、新的任务进来，用 core 准备好的空闲线程执行。
    (1) 、core 满了，就将再进来的任务放入阻塞队列中。空闲的 core 就会自己去阻塞队 列获取任务执行
    (2) 、阻塞队列满了，就直接开新线程执行，最大只能开到 max 指定的数量
    (3) 、max 都执行好了。Max-core 数量空闲的线程会在 keepAliveTime 指定的时间后自动销毁。最终保持到 core 大小
    (4) 、如果线程数开到了 max 的数量，还有新任务进来，就会使用 reject 指定的拒绝策 略进行处理
    3、所有的线程创建都是由指定的 factory 创建的。

            ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5,
                200,
                10,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(100000),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()
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    5）常见的 4 种线程池

    • newCachedThreadPool —— 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若 无可回收，则新建线程。
    • newFixedThreadPool——创建一个固定大小线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。核心线程等于最大线程，都不可以回收。
    • newScheduledThreadPool——创建一个定时任务线程池，支持定时及周期性任务执行。
    • newSingleThreadExecutor——创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务 按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

    6）一个线程池 core 7； max 20 ，queue：50，100 并发进来怎么分配的；

    先有 7 个能直接得到执行，接下来 50 个进入队列排队，在多开 13 个继续执行。现在 70 个 被安排上了。剩下 30 个默认拒绝策略。

    二：CompletableFuture 异步编排

    1.业务场景：

    查询商品详情页的逻辑比较复杂，有些数据还需要远程调用，必然需要花费更多的时间。
    在这里插入图片描述
    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 那么，用户需要 5.5s 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 6 步操作，也许只需要 1.5s 即可完成响应。

    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
    1）CompletableFuture无返回值——runAsync

    public static void main(String[] args){
        System.out.println("main...start...");
        CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
        }, executorService);
        System.out.println("main...end...");
    }

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    2）CompletableFuture有返回值——supplyAsync

        public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main...start...");
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executorService);
        Integer integer = future.get();
        System.out.println("main...end..."+ integer);
    }

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    • runXxxx 都是没有返回结果的，supplyXxx 都是可以获取返回结果的
    • 可以传入自定义的线程池，否则就用默认的线程池；

    3.计算完成时回调方法

    在这里插入图片描述

    • whenComplete 可以处理正常和异常的计算结果，exceptionally 处理异常情况。
    • whenComplete 和 whenCompleteAsync 的区别：
      1）whenComplete：是执行当前任务的线程执行继续执行 whenComplete 的任务。
      2）whenCompleteAsync：是执行把 whenCompleteAsync 这个任务继续提交给线程池 来进行执行。

    1）测试whenComplete和exceptionally

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main...start...");
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executorService).whenComplete((res,exception)->{
            //whenComplete虽然可以得到异常信息，但是没办法修改返回值
            System.out.println("异步任务成功完成。结果是"+res+"异常是"+exception);
        }).exceptionally(throwable -> {
            //exceptionally可以感知，并且返回默认值
            return 10;
        });
        Integer integer = future.get();
        System.out.println("main...end..."+integer);
    }

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    • whenComplete虽然可以得到异常信息，但是没办法修改返回值
    • exceptionally可以感知，并且返回默认值

    4.handle 方法——方法完成后的处理

        public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main...start...");
        /**
         * 方法完成后的处理
         */
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executorService).handle((res,thr)->{
            if( res != null ){
                return res*2;
            }
            if( thr!= null ){
                return 0;
            }
            return 0;
        });
        Integer integer = future.get();
        System.out.println("main...end..."+integer);
    }

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    5.线程串行化方法

    在这里插入图片描述

    • 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。
    • 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。同之前。
      以上都要前置任务成功完成。
    • Function
      T：上一个任务返回结果的类型
      U：当前任务的返回值类型

    1）thenRun：不能获取到上一步执行结果,无返回值

    CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executorService).thenRunAsync(() -> {
            System.out.println("任务2启动了");
        });
        System.out.println("main...end...");

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    2）thenAcceptAsync：可以获取到上一步的返回结果，无返回值

    CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executorService).thenAcceptAsync((res) -> {
            System.out.println("任务2启动了"+res);
        },executorService);
        System.out.println("main...end...");

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    3）thenApplyAsync：可以获取到上一步的返回结果，有返回值

    CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("运行结果：" + i);
            return i;
        }, executor).thenApplyAsync((res) -> {
            System.out.println("任务2启动了" + res);
            return "hello" + res;
        }, executor);
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    6.两任务组合 - 都要完成

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

           /**
         * 两个都完成
         */
        CompletableFuture<Integer> future01 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("任务一线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("任务一结束：" + i);
            return i;
        }, executor);
        CompletableFuture<String> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("任务二线程：" + Thread.currentThread().getId());
            System.out.println("任务二结束");
            return "hello";
        });
        //方式一
        future01.runAfterBothAsync(future02,()->{
            System.out.println("任务三开始");
        },executor);
        //方式二
        future01.thenAcceptBothAsync(future02,(f1,f2)->{
            System.out.println("任务三开始"+f1+"---"+f2);
        },executor);
        //方式三
        CompletableFuture<String> future = future01.thenCombineAsync(future02, (f1, f2) -> {
            return f1 + ":" + f2 + "hahah";
        }, executor);
        System.out.println("main...end..."+future.get());

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    • 两个任务必须都完成，触发该任务。
    • thenCombine：组合两个 future，获取两个 future 的返回结果，并返回当前任务的返回值
    • thenAcceptBoth：组合两个 future，获取两个 future 任务的返回结果，然后处理任务，没有 返回值。
    • runAfterBoth：组合两个 future，不需要获取 future 的结果，只需两个 future 处理完任务后， 处理该任务。

    7.两任务组合 - 一个完成

    在这里插入图片描述

            CompletableFuture<Object> future01 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("任务一线程：" + Thread.currentThread().getId());
            int i = 10 / 2;
            System.out.println("任务一结束：" + i);
            return i;
        }, executor);
        CompletableFuture<Object> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("任务二线程：" + Thread.currentThread().getId());
            try {
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("任务二结束");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "hello";
        });
        future01.runAfterEitherAsync(future02,()->{
            System.out.println("任务三开始");
        },executor);
        
        future01.acceptEitherAsync(future02,(res)->{
            System.out.println("任务三开始");
        },executor);

         CompletableFuture<String> future = future01.applyToEitherAsync(future02, (res) -> {
            return res.toString();
        }, executor);
        System.out.println("main...end..."+future.get());

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    • 当两个任务中，任意一个 future 任务完成的时候，执行任务。
    • applyToEither：两个任务有一个执行完成，获取它的返回值，处理任务并有新的返回值。
    • acceptEither：两个任务有一个执行完成，获取它的返回值，处理任务，没有新的返回值。
    • runAfterEither：两个任务有一个执行完成，不需要获取 future 的结果，处理任务，也没有返 回值。

    8.多任务组合

    在这里插入图片描述

            CompletableFuture<String> futureImg = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("查询商品的图片信息");
            return "hello.jpg";
        },executor);

        CompletableFuture<String> futureAttr = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("查询商品的属性信息");
            return "黑色256g";
        },executor);

        CompletableFuture<String> futureDesc = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("查询商品的介绍");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "华为";
        },executor);
        //allOf
        CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(futureImg, futureAttr, futureDesc);
        //anyOf
        CompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(futureImg, futureAttr, futureDesc);
        //allOf.get();//等待所有结果完成
        anyOf.get();
        System.out.println("main...end...");

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    • allOf：等待所有任务完成
    • anyOf：只要有一个任务完成
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/suiyishiguang/article/details/125861213