Java8新特性之：CompletableFuture

一. CompletableFuture

    1.Future接口

        Future設計的初衷：對未來某個時刻會發生的結果進行建模。

        它建模了一種異步計算，返回一個執行運算結果的引用，當運算結束後，這個引用被返回給調用方。在Future中出發那些潛在耗時的操做把調用線程解放出來，讓它能繼續執行其餘有價值的工做，再也不須要等待耗時的操做完成。

        Future的優勢：比更底層的Thread更易用。

        要使用Future，一般只須要將耗時的操做封裝在一個Callable對象中，再將它提交給ExecutorService。

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Future<Double> future = executor.submit(new Callable<Double>() { //向ExecutorService提交一個Callable對象
    @Override
    public Double call() throws Exception {
        return doSomeLongComputation(); //以異步方式在新的線程中執行耗時的操做
    }
    });
doSomethingElse(); //異步操做進行的同時，你能夠作其餘的事情
try {
    //獲取異步操做的結果，若是最終被阻塞，沒法獲得結果，那麼在最多等待1秒鐘以後退出
    Double result = future.get(1, TimeUnit.SECONDS);
} catch (ExecutionException ee) {
    //加上拋出一個異常
} catch (InterruptedException ie) {
    //當前線程在等待過程當中被中斷
} catch (TimeoutException te) {
    //在Future對象完成以前超過已過時
}

    2. 實現異步API、代碼避免阻塞

        使用工廠方法supplyAsync建立CompletableFuture

public Future<Double> getPriceAsync2(String product) {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> calculatePrice(product));
}

            supplyAsync方法接受一個生產者（Supplier）做爲參數，返回一個CompletableFuture對象，該對象完成異步執行後會讀取調用生產者方法的返回值。

            生產者方法會交由ForkJoinPool池中的某個執行線程（Executor）運行，可是你也可使用supplyAsync方法的重載版本，傳遞第二個參數指定不一樣的執行線程執行生產者方法。

        join方法等待異步操做結束

            CompletableFuture類中的join方法和Future接口中的get有相同的含義，等待運行結束。而且也聲明在Future接口中，惟一的不一樣是join方法不會拋出任何檢測到的異常。所以使用它時不須要再使用try/catch語句塊。

public List<String> findPrices(String product) {
//使用CompletableFuture以異步方式計算每種商品的價格
List<CompletableFuture<String>> priceFutures = shops.stream()
.map(shop -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> shop.getName() + " price is " + shop.getPriceAsync(product)))
.collect(Collectors.toList());
//等待全部異步操做結束
return priceFutures.stream().
map(CompletableFuture::join)
.collect(Collectors.toList());
}

        使用定製執行器

            建立一個配有線程池的執行器。

            線程數的選擇：N(threads) = N(CPU) * U(CPU) * (1 + W/C)

                -- N(CPU)：處理器的核的數目，能夠經過Runtime.getRuntime().availableProcessors()獲得；

                -- U(CPU)：指望的CPU利用率（該值應該介於0和1之間）；

                -- W/C：等待時間與計算時間的比率。

//建立一個線程池，線程池中線程的數目爲100和商店數目兩者中較小的一個值（這裏100爲線程池的上限）
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); //使用守護線程--這種方式不會阻止程序的關停
return t;
}
});

            集合進行並行計算有兩種方式：並行流和CompletableFutures。

                -- 計算密集型操做，而且沒有I/O，推薦使用Stream接口。由於實現簡單，同時效率也多是最高的（若是全部的線程都是計算密集型的，那就沒有必要建立比處理器核數更多的線程）；

                -- 若是並行的工做單元還涉及等待I/O的操做（包括網絡鏈接等待），那麼使用CompletableFuture靈活性更好。這種狀況下處理流的流水線中若是發生I/O等待，流的延遲特性會讓咱們很難判斷到底何時觸發了等待。

    3. 對多個異步任務進行流水線操做

        thenApply：將一個由字符串轉換Quote的方法做爲參數傳遞給他

        thenCompose：該方法容許你對兩個異步操做進行流水線，第一個操做完成時，將其結果做爲參數傳遞給第二個操做。

                    對第一個CompletableFuture對象調用thenCompose，並向其傳遞一個函數。當第一個CompletableFuture執行完畢後，他的結果將做爲該函數的參數，這個函數的返回值是以第一個CompletableFuture的返回作輸入計算出的第二    個CompletableFuture對象。

                    使用thenCompose減小不少線程切換開銷。

        thenCombine：將兩個CompletableFuture對象結果整合起來。該方法接收名爲BiFunction的第二參數，這個參數定義了兩個CompletableFuture對象完成計算後，如何合併。

        thenAccept：方法接收CompletableFuture執行完畢後的返回值作參數。沒必要等待那些還未返回的結果。