Java-8原生API也可以开发响应式代码

jiezi

5 年前

前段时间工作上比较忙，这篇文章一直没来得及写，本文是阅读《Java8 实战》的时候，了解到 Java 8 里已经提供了一个异步非阻塞的接口（CompletableFuture），可以实现简单的响应式编程的模式，因此用这篇文章做个梳理。我是带着下面这几个问题去学习 CompletableFuture 这个接口的，

CompletableFuture 是为了解决什么问题而设计的？
它的使用场景是什么？开源软件中有实战使用案例吗？
CompletableFuture 的常用 API 都有哪些？如何使用？
CompletableFuture 和 RxJava 有什么不同？

这篇文章梳理下来，基本上可以回答前面四个问题，OK，我们进入正文。

RPC（远程方法调用）的四种方式有：oneway、sync、future 和 callback，在 dubbo 或 bolt 这类通信框架中，默认使用的是 sync 模式（同步 + 阻塞），future 和 callback 都属于异步模式，不过 future 模式在 get 的时候会阻塞，callback 模式则不需要等待结果，有结果后服务端会回调请求方。

异步调用这类模式，比较适合的场景是 IO 密集型场景，要执行很多远程调用的任务，并且这些调用耗时可能比较久。以 openwrite 中的一个 case 为例：我发布一篇文章，需要给几个不同的写作平台创建文章，这时候我不希望这个过程是顺序的，就比较适合用异步调用模式。

Future 模式除了在 get() 调用的时候会阻塞外，还有其他的局限性，例如：没有使用 Java Lambda 表达式的优势，对一连串的异步调用可以支持，但是写出来的代码会比较复杂。

阅读 CompletableFuture 的 API 的时候，我有一个体会——CompletableFuture 之于 Future，除了增加了回调这个最重要的特性，其他的特性有点像 Stream 对于集合迭代的增强。

使用 CompletableFuture，我们可以像 Stream 一样使用一部调用，可以处理一些级联的异步调用（类似于 Stream 里的 flatMap）、可以过滤一些无用的异步调用（anyOf、allOf）。

下面这张图是我按照自己的理解，梳理除了 CompletableFuture 常见的 API，阅读的时候需要注意下面几个点：

把握几个大的分类：创建 CompletableFuture、获取 CompletableFuture 的执行结果、主动结束 CompletableFuture、异步调用任务的组合处理；
看着方法多，但是有规律可循，例如 apply 字样的接口，传入的方法参数都是有返回值的；
带 either 字样的，都是多个异步任务有一个满足条件即可的；
带 executor 方法的，都表示该方法可以用自定义的线程池来优化性能。

Dubbo 对于异步化的支持起始在 2.6.x 中就有提供，是在发布 bean 的时候加个属性配置——async=true，然后利用上下文将异步标识一层层传递下去。在之前的公司中有一次排查 dubbo（当时我们用的是 dubbox）异步调用的问题，最后查到的原因就是多个异步调用，上下文里的信息串了。

Dubbo 2.7 中使用了 JDK1.8 提供的 CompletableFuture 原生接口对自身的异步化做了改进。CompletableFuture 可以支持 future 和 callback 两种调用方式。在 Dubbo 最新的 master 代码中，我知道了 Dubbo 的异步结果的定义，它的类图如下，可以看出 AsyncRpcResult 是一个 CompletableFuture 接口的实现。

通过下面的例子，可以看出 CompletableFuture 的最大好处——callback 特性。首先定义一个接口，其中包括同步接口和该接口的异步版本。

public interface AsyncInterfaceExample {String computeSomeThine();

    CompletableFuture<String> computeSomeThingAsync();}

然后定义该接口的实现类，可以看出，如果要讲现有的同步接口异步化，是比较容易的；

public class AsyncInterfaceExampleImpl implements AsyncInterfaceExample {

    @Override
    public String computeSomeThine() {
        try {Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);
        }
        return "hello, world";
    }

    @Override
    public CompletableFuture<String> computeSomeThingAsync() {return CompletableFuture.supplyAsync(this::computeSomeThine);
    }
}

然后看下我们的测试 case，如下：

public class AsyncInterfaceExampleTest {private static String getOtherThing() {
        try {Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
        }

        return "other";
    }

    public static void main(String[] args) {AsyncInterfaceExample asyncInterfaceExample = new AsyncInterfaceExampleImpl();

        //case1 同步调用
        long start = System.currentTimeMillis();
        String someThing = asyncInterfaceExample.computeSomeThine();
        String other = getOtherThing();
        System.out.println("cost:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "result:" + someThing + other);

        //case2 异步调用，使用回调
        start = System.currentTimeMillis();
        CompletableFuture<String> someThingFuture = asyncInterfaceExample.computeSomeThingAsync();
        other = getOtherThing();

        long finalStart = start;
        String finalOther = other;
        someThingFuture.whenComplete((returnValue, exception) -> {if (exception == null) {
                System.out.println("cost:" + (System.currentTimeMillis() - finalStart) + "result:" + returnValue + finalOther);
            } else {exception.printStackTrace();
            }
        });
    }
}

上面这个案例的执行结果如下图所示：
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本号专注于后端技术、JVM 问题排查和优化、Java 面试题、个人成长和自我管理等主题，为读者提供一线开发者的工作和成长经验，期待你能在这里有所收获。

Java-8原生API也可以开发响应式代码

基本概念

CompletableFuture 的常用 API

Dubbo 项目中的使用案例

实战 Demo