CompletableFuture源码分析以及例子实证

Posted 2021-04-05 哥妞

CompletableFuture

介绍

默认情况下 CompletableFuture 会使用公共的 ForkJoinPool 线程池，这个线程池默认创建的线程数是 CPU 的核数，也可以通过以下参数来设置 ForkJoinPool 线程池的线程数。

JVM option:-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism 

但是也不一定就使用ForkJoinPool，要看（cpu的核数-1）是否大于1，如果大于1，使用过 ForkJoinPool，否则，创建普通线程执行。

cpu核数 = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); // 4

源码如下：

 
   
   
 

  
    
    
  
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
   
 
  
  
    
    
  
// 是否使用 useCommonPool，如果（cpu的核数-1）大于1，使用ForkJoinPool，否则，不使用线程池。private static final boolean useCommonPool = (ForkJoinPool.getCommonPoolParallelism() > 1); /** * Default executor -- ForkJoinPool.commonPool() unless it cannot * support parallelism. */// 使用线程池还是创建普通线程private static final Executor asyncPool = useCommonPool ? ForkJoinPool.commonPool() : new ThreadPerTaskExecutor(); /** Fallback if ForkJoinPool.commonPool() cannot support parallelism */static final class ThreadPerTaskExecutor implements Executor { public void execute(Runnable r) { new Thread(r).start(); }}
 
   
   
 

使用场景

CompletableFuture 可以应用在异步编程场景中。

比如经典的泡茶：

任务1：洗水壶、烧开水

任务2：洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶

任务3：泡茶

其中任务1和任务2可以并行执行；—使用 supplyAsync 方法提交异步任务

任务3必须等待任务1和任务2完成之后执行。—使用thenCombine完成等待。

//任务1：洗水壶->烧开水CompletableFuture<Void> f1 =  CompletableFuture.runAsync(()->{ System.out.println("T1:洗水壶..."); sleep(1, TimeUnit.SECONDS);
 System.out.println("T1:烧开水..."); sleep(15, TimeUnit.SECONDS);});//任务2：洗茶壶->洗茶杯->拿茶叶CompletableFuture<String> f2 =  CompletableFuture.supplyAsync(()->{ System.out.println("T2:洗茶壶..."); sleep(1, TimeUnit.SECONDS);
 System.out.println("T2:洗茶杯..."); sleep(2, TimeUnit.SECONDS);
 System.out.println("T2:拿茶叶..."); sleep(1, TimeUnit.SECONDS); return "龙井";});//任务3：任务1和任务2完成后执行：泡茶CompletableFuture<String> f3 =  f1.thenCombine(f2, (__, tf)->{ System.out.println("T1:拿到茶叶:" + tf); System.out.println("T1:泡茶..."); return "上茶:" + tf; });//等待任务3执行结果System.out.println(f3.join());
void sleep(int t, TimeUnit u) { try { u.sleep(t); }catch(InterruptedException e){}}// 一次执行结果：T1:洗水壶...T2:洗茶壶...T1:烧开水...T2:洗茶杯...T2:拿茶叶...T1:拿到茶叶:龙井T1:泡茶...上茶:龙井

实证及总结

CompletableFuture 提交的任务会按照顺序执行，如果最后提交的任务执行时间比较长，效果不好。尽量把执行时间长的任务先提交。或者配置实际线程数，设置合理的顺序。

TestCompletableFuture.java 代码

public static void main(String[] args) { System.out.println("启动线程数：" + (((Runtime.getRuntime().availableProcessors() - 1) > 1) ? (Runtime.getRuntime().availableProcessors() - 1) : "实际任务数")); System.out.println("start：" + new Date()); CompletableFuture<Integer> task4 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("任务4, 线程名字" + Thread.currentThread().getName()); try { sleep(4000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return 3; }); CompletableFuture<List<Integer>> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("任务1, 线程名字" + Thread.currentThread().getName()); try { sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return new ArrayList<>(); }); CompletableFuture<Integer> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("任务2, 线程名字" + Thread.currentThread().getName()); try { sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return 2; }); CompletableFuture<Integer> task3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println("任务3, 线程名字" + Thread.currentThread().getName()); try { sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return 3; });
 CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3, task4); System.out.println("end: " + new Date()); try { task1.get(); System.out.println("task1 end: " + new Date()); task2.get(); System.out.println("task2 end: " + new Date()); task3.get(); System.out.println("task3 end: " + new Date()); task4.get(); System.out.println("task4 end: " + new Date()); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } }

        

TestCompletableFuture.java 输出如下

start：Fri Jan 08 09:54:09 CST 2021任务4, 线程名字ForkJoinPool.commonPool-worker-1任务1, 线程名字ForkJoinPool.commonPool-worker-2任务2, 线程名字ForkJoinPool.commonPool-worker-3end: Fri Jan 08 09:54:09 CST 2021任务3, 线程名字ForkJoinPool.commonPool-worker-2task1 end: Fri Jan 08 09:54:10 CST 2021task2 end: Fri Jan 08 09:54:11 CST 2021task3 end: Fri Jan 08 09:54:13 CST 2021task4 end: Fri Jan 08 09:54:13 CST 2021

问题：能看到它创建了 3 个线程。但是为什么呢？

cpu核数 = Runtime.getRuntime().availableProcessors(); // 4

所以使用了 ForkJoinPool 并且线程池中有三个线程。

提交的任务按照提交顺序执行，如果如果把task4，放在最后，整理执行时间会更长。

参考链接：https://time.geekbang.org/column/article/94604