Java8新的異步編程方式 CompletableFuture(二)

上一篇文章，講述了Future模式的機制、缺點，CompletableFuture產生的由來、靜態工廠方法、complete()方法等等。

本文將繼續整理CompletableFuture的特性。

3.3 轉換

咱們能夠經過CompletableFuture來異步獲取一組數據，並對數據進行一些轉換，相似RxJava、Scala的map、flatMap操做。

3.3.1 map

方法名	描述
thenApply(Function<? super T,? extends U> fn)	接受一個Function<? super T,? extends U>參數用來轉換CompletableFuture
thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn)	接受一個Function<? super T,? extends U>參數用來轉換CompletableFuture，使用ForkJoinPool
thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn, Executor executor)	接受一個Function<? super T,? extends U>參數用來轉換CompletableFuture，使用指定的線程池

thenApply的功能至關於將CompletableFuture<T>轉換成CompletableFuture<U>。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");

        future = future.thenApply(new Function<String, String>() {

            @Override
            public String apply(String s) {

                return s + " World";
            }
        }).thenApply(new Function<String, String>() {
            @Override
            public String apply(String s) {

                return s.toUpperCase();
            }
        });

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

再用lambda表達式簡化一下

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenApply(s -> s + " World").thenApply(String::toUpperCase);

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

HELLO WORLD複製代碼

下面的例子，展現了數據流的類型經歷了以下的轉換：String -> Integer -> Double。

CompletableFuture<Double> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "10")
                .thenApply(Integer::parseInt)
                .thenApply(i->i*10.0);

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

100.0複製代碼

3.3.2 flatMap

方法名	描述
thenCompose(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn)	在異步操做完成的時候對異步操做的結果進行一些操做，而且仍然返回CompletableFuture類型。
thenComposeAsync(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn)	在異步操做完成的時候對異步操做的結果進行一些操做，而且仍然返回CompletableFuture類型。使用ForkJoinPool。
thenComposeAsync(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn,Executor executor)	在異步操做完成的時候對異步操做的結果進行一些操做，而且仍然返回CompletableFuture類型。使用指定的線程池。

thenCompose能夠用於組合多個CompletableFuture，將前一個結果做爲下一個計算的參數，它們之間存在着前後順序。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + " World"));

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

Hello World複製代碼

下面的例子展現了屢次調用thenCompose()

CompletableFuture<Double> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "100")
                .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + "100"))
                .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> Double.parseDouble(s)));

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

100100.0複製代碼

3.4 組合

方法名	描述
thenCombine(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)	當兩個CompletableFuture都正常完成後，執行提供的fn，用它來組合另一個CompletableFuture的結果。
thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)	當兩個CompletableFuture都正常完成後，執行提供的fn，用它來組合另一個CompletableFuture的結果。使用ForkJoinPool。
thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn, Executor executor)	當兩個CompletableFuture都正常完成後，執行提供的fn，用它來組合另一個CompletableFuture的結果。使用指定的線程池。

如今有CompletableFuture<T>、CompletableFuture<U>和一個函數(T,U)->V，thenCompose就是將CompletableFuture<T>和CompletableFuture<U>變爲CompletableFuture<V>。

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "100");
        CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 100);

        CompletableFuture<Double> future = future1.thenCombine(future2, (s, i) -> Double.parseDouble(s + i));

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

100100.0複製代碼

使用thenCombine()以後future一、future2之間是並行執行的，最後再將結果彙總。這一點跟thenCompose()不一樣。

thenAcceptBoth跟thenCombine相似，可是返回CompletableFuture類型。

方法名	描述
thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U> other, BiConsumer<? super T,? super U> action)	當兩個CompletableFuture都正常完成後，執行提供的action，用它來組合另一個CompletableFuture的結果。
thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiConsumer<? super T,? super U> action)	當兩個CompletableFuture都正常完成後，執行提供的action，用它來組合另一個CompletableFuture的結果。使用ForkJoinPool。
thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiConsumer<? super T,? super U> action, Executor executor)	當兩個CompletableFuture都正常完成後，執行提供的action，用它來組合另一個CompletableFuture的結果。使用指定的線程池。

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "100");
        CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 100);

        CompletableFuture<Void> future = future1.thenAcceptBoth(future2, (s, i) -> System.out.println(Double.parseDouble(s + i)));

        try {
            future.get();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

100100.0複製代碼

3.5 計算結果完成時的處理

當CompletableFuture完成計算結果後，咱們可能須要對結果進行一些處理。

###3.5.1 執行特定的Action

方法名	描述
whenComplete(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action)	當CompletableFuture完成計算結果時對結果進行處理，或者當CompletableFuture產生異常的時候對異常進行處理。
whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action)	當CompletableFuture完成計算結果時對結果進行處理，或者當CompletableFuture產生異常的時候對異常進行處理。使用ForkJoinPool。
whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action, Executor executor)	當CompletableFuture完成計算結果時對結果進行處理，或者當CompletableFuture產生異常的時候對異常進行處理。使用指定的線程池。

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenApply(s->s+" World")
                .thenApply(s->s+ "\nThis is CompletableFuture demo")
                .thenApply(String::toLowerCase)
                .whenComplete((result, throwable) -> System.out.println(result));複製代碼

執行結果：

hello world
this is completablefuture demo複製代碼

###3.5.2 執行完Action能夠作轉換

方法名	描述
handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn)	當CompletableFuture完成計算結果或者拋出異常的時候，執行提供的fn
handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn)	當CompletableFuture完成計算結果或者拋出異常的時候，執行提供的fn，使用ForkJoinPool。
handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn, Executor executor)	當CompletableFuture完成計算結果或者拋出異常的時候，執行提供的fn，使用指定的線程池。

CompletableFuture<Double> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "100")
                .thenApply(s->s+"100")
                .handle((s, t) -> s != null ? Double.parseDouble(s) : 0);

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }複製代碼

執行結果：

100100.0複製代碼

在這裏，handle()的參數是BiFunction，apply()方法返回R，至關於轉換的操做。

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {

    /** * Applies this function to the given arguments. * * @param t the first function argument * @param u the second function argument * @return the function result */
    R apply(T t, U u);

    /** * Returns a composed function that first applies this function to * its input, and then applies the {@code after} function to the result. * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to * the caller of the composed function. * * @param <V> the type of output of the {@code after} function, and of the * composed function * @param after the function to apply after this function is applied * @return a composed function that first applies this function and then * applies the {@code after} function * @throws NullPointerException if after is null */
    default <V> BiFunction<T, U, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t, U u) -> after.apply(apply(t, u));
    }
}複製代碼

而whenComplete()的參數是BiConsumer，accept()方法返回void。

@FunctionalInterface
public interface BiConsumer<T, U> {

    /** * Performs this operation on the given arguments. * * @param t the first input argument * @param u the second input argument */
    void accept(T t, U u);

    /** * Returns a composed {@code BiConsumer} that performs, in sequence, this * operation followed by the {@code after} operation. If performing either * operation throws an exception, it is relayed to the caller of the * composed operation. If performing this operation throws an exception, * the {@code after} operation will not be performed. * * @param after the operation to perform after this operation * @return a composed {@code BiConsumer} that performs in sequence this * operation followed by the {@code after} operation * @throws NullPointerException if {@code after} is null */
    default BiConsumer<T, U> andThen(BiConsumer<? super T, ? super U> after) {
        Objects.requireNonNull(after);

        return (l, r) -> {
            accept(l, r);
            after.accept(l, r);
        };
    }
}複製代碼

因此，handle()至關於whenComplete()+轉換。

###3.5.3 純消費(執行Action)

方法名	描述
thenAccept(Consumer<? super T> action)	當CompletableFuture完成計算結果，只對結果執行Action，而不返回新的計算值
thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)	當CompletableFuture完成計算結果，只對結果執行Action，而不返回新的計算值，使用ForkJoinPool。
thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action, Executor executor)	當CompletableFuture完成計算結果，只對結果執行Action，而不返回新的計算值

thenAccept()是隻會對計算結果進行消費而不會返回任何結果的方法。

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenApply(s->s+" World")
                .thenApply(s->s+ "\nThis is CompletableFuture demo")
                .thenApply(String::toLowerCase)
                .thenAccept(System.out::print);複製代碼

執行結果：

hello world
this is completablefuture demo複製代碼