Java8特性之CompletableFuture
原文：https://blog.51cto.com/turnsole/2120848作者：Turnsole1
一. CompletableFuture
1.Future界面Future设计的初衷：对将来某个时刻会发生的结果进行建模。
它建模了一种异步计算，返回一个执行运算结果的引用，当运算结束后，这个引用被返回给呼叫方。在Future中出发那些潜在耗时的操作把呼叫执行绪解放出来，让它能继续执行其他有价值的工作，不再需要等待耗时的操作完成。
Future的优点：比更底层的Thread更易用。
要使用Future，通常只需要将耗时的操作封装在一个Callable物件中，再将它提交给ExecutorService。
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Future future = executor.submit(new Callable() { //向ExecutorService提交一个Callable物件
@Override
public Double call() throws Exception {
return doSomeLongComputation(); //以异步方式在新的执行绪中执行耗时的操作
}
});
doSomethingElse(); //异步操作进行的同时，你可以做其他的事情
try {
//获取异步操作的结果，如果最终被阻塞，无法得到结果，那么在最多等待1秒钟之后退出
Double result = future.get(1, TimeUnit.SECONDS);
} catch (ExecutionException ee) {
//加上丢掷一个异常
} catch (InterruptedException ie) {
//当前执行绪在等待过程中被中断
} catch (TimeoutException te) {
//在Future物件完成之前超过已过期
}
2. 实现异步API、程式码避免阻塞
使用工厂方法supplyAsync建立CompletableFuture
public Future getPriceAsync2(String product) {
return CompletableFuture.supplyAsync(() -> calculatePrice(product));
}
supplyAsync方法接受一个生产者（Supplier）作为引数，返回一个CompletableFuture物件，该物件完成异步执行后会读取呼叫生产者方法的返回值。
生产者方法会交由ForkJoinPool池中的某个执行执行绪（Executor）执行，但是你也可以使用supplyAsync方法的过载版本，传递第二个引数指定不同的执行执行绪执行生产者方法。
join方法等待异步操作结束
CompletableFuture类中的join方法和Future界面中的get有相同的含义，等待执行结束。并且也宣告在Future界面中，唯一的不同是join方法不会丢掷任何检测到的异常。因此使用它时不需要再使用try/catch语句块。
public List findPrices(String product) {
//使用CompletableFuture以异步方式计算每种商品的价格
List> priceFutures = shops.stream()
.map(shop -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getName() + " price is " + shop.getPriceAsync(product)))
.collect(Collectors.toList());
//等待所有异步操作结束
return priceFutures.stream().
map(CompletableFuture::join)
.collect(Collectors.toList());
}
使用定制执行器
建立一个配有执行绪池的执行器。
执行绪数的选择：N(threads) = N(CPU) * U(CPU) * (1 + W/C)
-- N(CPU)：处理器的核的数目，可以通过Runtime.getRuntime().availableProcessors()得到；
-- U(CPU)：期望的CPU利用率（该值应该介于0和1之间）；
-- W/C：等待时间与计算时间的比率。
//建立一个执行绪池，执行绪池中执行绪的数目为100和商店数目二者中较小的一个值（这里100为执行绪池的上限）
private final Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(Math.min(shops.size(), 100), new ThreadFactory() {
@Override
public Thread newThread(Runnable r) {
Thread t = new Thread(r);
t.setDaemon(true); //使用守护执行绪--这种方式不会阻止程式的关停
return t;
}
});
集合进行平行计算有两种方式：并行流和CompletableFutures。
-- 计算密集型操作，并且没有I/O，推荐使用Stream界面。因为实现简单，同时效率也可能是最高的（如果所有的执行绪都是计算密集型的，那就没有必要建立比处理器核数更多的执行绪）；
-- 如果并行的工作单元还涉及等待I/O的操作（包括网络连线等待），那么使用CompletableFuture灵活性更好。这种情况下处理流的流水线中如果发生I/O等待，流的延迟特性会让我们很难判断到底什么时候触发了等待。
3. 对多个异步任务进行流水线操作
thenApply：将一个由字串转换Quote的方法作为引数传递给他
thenCompose：该方法允许你对两个异步操作进行流水线，第一个操作完成时，将其结果作为引数传递给第二个操作。
对第一个CompletableFuture物件呼叫thenCompose，并向其传递一个函式。当第一个CompletableFuture执行完毕后，他的结果将作为该函式的引数，这个函式的返回值是以第一个CompletableFuture的返回做输入计算出的第二 个CompletableFuture物件。使用thenCompose减少很多执行绪切换开销。thenCombine：将两个CompletableFuture物件结果整合起来。该方法接收名为BiFunction的第二引数，这个引数定义了两个CompletableFuture物件完成计算后，如何合并。
thenAccept：方法接收CompletableFuture执行完毕后的返回值做引数。不必等待那些还未返回的结果。
