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谷粒商城_10_异步编排

残北 2022-02-23 阅读 79
线程池spring boot后端

文章目录

异步编排

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。

虽然Future以及相关使用方法提供了异步执行任务的能力，但是对于结果的获取却是很不方便，只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。阻塞的方式显然和我们的异步编程的初衷相违背，轮询的方式又会耗费无谓的CPU资源，而且也不能及时地得到计算结果，为什么不能用观察者设计模式当计算结果完成及时通知监听者呢？

很多语言，比如Node.js，采用回调的方式实现异步编程。Java的一些框架，比如Netty，自己扩展了Java的 Future接口，提供了addListener等多个扩展方法；Google guava也提供了通用的扩展Future；Scala也提供了简单易用且功能强大的Future/Promise异步编程模式。

作为正统的Java类库，是不是应该做点什么，加强一下自身库的功能呢？

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。

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。

static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)

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，则使用指定的线程池运行。以下所有的方法都类同。

  • runAsync方法不支持返回值。
  • supplyAsync可以支持返回值。

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：

public CompletableFuture<T> whenComplete(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action);
public CompletableFuture<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action);
public CompletableFuture<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action, Executor executor);

public CompletableFuture<T> exceptionally(Function<Throwable,? extends T> fn);

whenComplete可以处理正常和异常的计算结果，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）

public class CompletableFutureDemo {

    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());
    }
}

handle 方法

handle 是执行任务完成时对结果的处理。
handle 是在任务完成后再执行，还可以处理异常的任务。

public <U> CompletionStage<U> handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn,Executor executor);

线程串行化方法

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。

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。

public <U> CompletableFuture<U> thenApply(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn, Executor executor)

public CompletionStage<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action,Executor executor);

public CompletionStage<Void> thenRun(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action,Executor executor);

CompletableFuture

1、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。

static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)
public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)
public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)

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，则使用指定的线程池运行。以下所有的方法都类同。

  • runAsync方法不支持返回值。
  • supplyAsync可以支持返回值。

2、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：

public CompletableFuture<T> whenComplete(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action);
public CompletableFuture<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action);
public CompletableFuture<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action, Executor executor);

public CompletableFuture<T> exceptionally(Function<Throwable,? extends T> fn);

whenComplete可以处理正常和异常的计算结果，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 CompletableFutureDemo {

    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()); // 异步结果
                System.out.println("-------throwable=" + throwable); // 异常
            }
        }).exceptionally(new Function<Throwable, Object>() {
            @Override
            public Object apply(Throwable throwable) {
                System.out.println("throwable=" + throwable);
                return 6666; // 出现异常默认返回结果
            }
        });
      	// 获取返回结果
        System.out.println(future.get());
    }
}

3、handle 方法

handle 是执行任务完成时对结果的处理。
handle 是在任务完成后再执行，还可以处理异常的任务。

public <U> CompletionStage<U> handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn,Executor executor);

4、线程串行化方法

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。

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。

public <U> CompletableFuture<U> thenApply(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn, Executor executor)

public CompletionStage<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action,Executor executor);

public CompletionStage<Void> thenRun(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action,Executor executor);

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 static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {
        @Override
        public Integer get() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t completableFuture");
            //int i = 10 / 0;
            return 1024;
        }
    }).thenApply(new Function<Integer, Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Integer o) {
            System.out.println("thenApply方法，上次返回结果：" + o);
            return  o * 2;
        }
    }).whenComplete(new BiConsumer<Integer, Throwable>() {
        @Override
        public void accept(Integer o, Throwable throwable) {
            System.out.println("-------o=" + o);
            System.out.println("-------throwable=" + throwable);
        }
    }).exceptionally(new Function<Throwable, Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Throwable throwable) {
            System.out.println("throwable=" + throwable);
            return 6666;
        }
    }).handle(new BiFunction<Integer, Throwable, Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Integer integer, Throwable throwable) {
            System.out.println("handle o=" + integer);
            System.out.println("handle throwable=" + throwable);
            return 8888;
        }
    });
    System.out.println(future.get());
}

1、 两任务组合 - 都要完成

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。

public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombine(
    CompletionStage<? extends U> other,
    BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn);

public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync(
    CompletionStage<? extends U> other,
    BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn);

public <U,V> CompletableFuture<V> thenCombineAsync(
    CompletionStage<? extends U> other,
    BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn, Executor executor);
    

public <U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBoth(
    CompletionStage<? extends U> other,
    BiConsumer<? super T, ? super U> action);

public <U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBothAsync(
    CompletionStage<? extends U> other,
    BiConsumer<? super T, ? super U> action);

public <U> CompletableFuture<Void> thenAcceptBothAsync(
    CompletionStage<? extends U> other,
    BiConsumer<? super T, ? super U> action, Executor executor);


public CompletableFuture<Void> runAfterBoth(CompletionStage<?> other,
                                            Runnable action);

public CompletableFuture<Void> runAfterBothAsync(CompletionStage<?> other,
                                                 Runnable action);

public CompletableFuture<Void> runAfterBothAsync(CompletionStage<?> other,
                                                 Runnable action,
                                                 Executor executor);

测试案例：

public static void main(String[] args) {
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        return "hello";
    }).thenApplyAsync(t -> {
        return t + " world!";
    }).thenCombineAsync(CompletableFuture.completedFuture(" CompletableFuture"), (t, u) -> {
        return t + u;
    }).whenComplete((t, u) -> {
        System.out.println(t);
    });
}

输出：hello world! CompletableFuture

2、 两任务组合 - 一个完成

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。

public <U> CompletableFuture<U> applyToEither(
    CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T, U> fn);

public <U> CompletableFuture<U> applyToEitherAsync(
    CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T, U> fn);

public <U> CompletableFuture<U> applyToEitherAsync(
    CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T, U> fn,
    Executor executor);

public CompletableFuture<Void> acceptEither(
    CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action);

public CompletableFuture<Void> acceptEitherAsync(
    CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action);

public CompletableFuture<Void> acceptEitherAsync(
    CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action,
    Executor executor);

public CompletableFuture<Void> runAfterEither(CompletionStage<?> other,
                                              Runnable action);

public CompletableFuture<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage<?> other,
                                                   Runnable action);

public CompletableFuture<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage<?> other,
                                                   Runnable action,
                                                   Executor executor);

3、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

public static void main(String[] args) {
    List<CompletableFuture> futures = Arrays.asList(CompletableFuture.completedFuture("hello"),
                                                    CompletableFuture.completedFuture(" world!"),
                                                    CompletableFuture.completedFuture(" hello"),
                                                    CompletableFuture.completedFuture("java!"));
    final CompletableFuture<Void> allCompleted = CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[]{}));
    allCompleted.thenRun(() -> {
        futures.stream().forEach(future -> {
            try {
                System.out.println("get future at:"+System.currentTimeMillis()+", result:"+future.get());
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    });
}

测试结果：

get future at:1568892339473, result:hello
get future at:1568892339473, result: world!
get future at:1568892339473, result: hello
get future at:1568892339473, result:java!

几乎同时完成任务！

优化商品详情页

1、自定义线程池

2、注入业务编写

@Service
public class ItemServiceImpl implements ItemService {

    @Autowired
    private GmallPmsFeign pmsFeign;

    @Autowired
    private GmallSmsFeign smsFeign;

    @Autowired
    private GmallWmsFeign wmsFeign;

    @Autowired
    private ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor; // 自定义线程池


    @Override
    public ItemVO loadData(Long skuId) throws ExecutionException, InterruptedException {

        ItemVO itemVO = new ItemVO();

        // 1. 获取sku的基本信息
        // 后续获取sku的促销信息、spu的销售属性和spu详情信息（需要sku中的spuId）都需要skuInfoEntity
        // supplyAsync有返回值
        // runAsync无返回值
        // 所以这里需要使用supplyAsync
        CompletableFuture<SkuInfoEntity> skuFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            Resp<SkuInfoEntity> skuInfoEntityResp = this.pmsFeign.querySkuById(skuId);
            SkuInfoEntity skuInfoEntity = skuInfoEntityResp.getData();
            if (skuInfoEntity != null) {
                BeanUtils.copyProperties(skuInfoEntity, itemVO);
            }
            return skuInfoEntity;
        }, threadPoolExecutor);


        // 2. 获取sku的图片信息
        CompletableFuture<Void> skuImageFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            Resp<List<SkuImagesEntity>> listResp = this.pmsFeign.queryImagesBySkuId(skuId);
            List<SkuImagesEntity> images = listResp.getData();
            if (!CollectionUtils.isEmpty(images)) {
                List<String> imageUrls = images.stream().map(image -> image.getImgUrl()).collect(Collectors.toList());
                itemVO.setPics(imageUrls);
            }
        }, threadPoolExecutor);


        // 3. 获取sku的促销信息 TODO

        // 4. 获取spu的所有销售属性
        // thenAcceptAsync：有参数，无返回
        // thenApplyAsync: 有参数，有返回
        // 后续spu详情也需要skuInfoEntity中的spuId，所以这里使用thenApplyAsync
        CompletableFuture<SkuInfoEntity> spuFuture = skuFuture.thenApplyAsync(skuInfoEntity -> {
            Resp<List<SkuSaleAttrValueEntity>> skuSaleAttrValueResp = this.pmsFeign.querySkuSaleAttrValueBySpuId(skuInfoEntity.getSpuId());
            List<SkuSaleAttrValueEntity> skuSaleAttrValueEntities = skuSaleAttrValueResp.getData();
            itemVO.setSaleAttrs(skuSaleAttrValueEntities);
            return skuInfoEntity;
        }, threadPoolExecutor);

        // 5. 获取规格参数组及组下的规格参数 TODO

        // 6. spu详情 TODO

        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.allOf(skuFuture, skuImageFuture, spuFuture);
        // 阻塞主进程，等待子进程全部执行完毕！
        future.get();

        return itemVO;
    }
}

springboot配置文件

1、配置属性

/**
 * @author ljy
 * @version 1.0.0
 * @Description TODO
 * @createTime 2022年01月12日 12:23:00
 */
@ConfigurationProperties(prefix = "liu.jian")
@Component
@Data
public class ThreadPoolConfigProperties {
    private int id;
}

2、配置文件配置

liu.jian.id = 20

3、使用

@EnableConfigurationProperties(ThreadPoolConfigProperties.class) // 如果配置属性类不加component，就加上这个
ThreadPoolConfigProperties.getId(); // 使用
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