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Java异步非阻塞编程的方式有哪些

2023-06-20 12:59

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这篇文章主要讲解了“Java异步非阻塞编程的方式有哪些”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“Java异步非阻塞编程的方式有哪些”吧！

1 服务端执行，最简单的同步调用方式：

缺陷：
服务端响应之前，IO会阻塞在：
java.net.SocketInputStream#socketRead0 的native方法上：

2 JDK NIO & Future java 1.5之后

优点：主线程可以不用等待IO响应，可以去做点其他的，比如说再发送一个IO请求，可以等到一起返回;
缺点：主线程在等待结果返回过程中依然需要等待，没有根本解决此问题;

3 使用Callback回调方式

优点：主线程完成发送请求后，再也不用关心这个逻辑，去执行其他的逻辑；整个过程中已经没有线程阻塞；如使用nio的EventLoopGroup中的线程执行完所有逻辑；
缺点：回调地狱；Callback hell ；代码可读性低、编写费劲、容易出错

4 JDK 1.8 CompletableFuture

优点：解决Callback Hell的问题，JDK 1.8中提供了CompletableFuture；每一个IO操作，均可以封装为独立的CompletableFuture，从而避免回调地狱。
实现：将逆Callback逻辑，封装成一个独立的CompletableFuture，当异步线程回调时，调用 future.complete(T) ，将结果封装；thenCompose衔接，whenComplete输出；
小结：这样一来，就完美解决回调地狱问题，在主的逻辑中，看起来像是在同步的进行编码。

5 源码举例测试+结果

 import java.util.concurrent.CompletableFuture; public class CompletableFutureTest {     private static CompletableFuture<String> invokeAFuture(String rawASource){        CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();        System.out.println("pre-do-invokeA");        try {            Thread.sleep(1000);            future.complete("invokeA "+rawASource+" result = skip");        }catch (Exception e){         }        return future;    }     private static CompletableFuture<String> invokeBFuture(String rawAResult){        CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();        System.out.println("pre-do-invokeB");        try {            Thread.sleep(1000);            future.complete("after A done result = "+rawAResult+", then invokeB result = success");        }catch (Exception e){         }        return future;    }     public static void main(String[] args) {        invokeAFuture("加油").thenCompose(aResult-> invokeBFuture(aResult)).whenComplete((resultB, throwable) ->{            if(throwable != null){                throwable.printStackTrace();                return;            }            System.out.println(resultB);        });    }         public static void main(String[] args) {        invokeAFuture("加油").thenCompose(CompletableFutureTest::invokeBFuture).whenComplete((resultB, throwable) ->{            if(throwable != null){                throwable.printStackTrace();                return;            }            System.out.println(resultB);        });    }} pre-do-invokeApre-do-invokeBafter A done result = invokeA 加油 result = skip, then invokeB result = success

6 小结：

1 尝试使用异步编程方式；
2 剖析内部实现原理；
3 java9 juc 包有了更抽象的flow处理方式；

Java 异步编程最佳实践

什么是异步？为什么要用它？

异步编程提供了一个非阻塞的，事件驱动的编程模型。这种编程模型利用系统中多核执行任务来提供并行，因此提供了应用的吞吐率。此处吞吐率是指在单位时间内所做任务的数量。在这种编程方式下，一个工作单元将独立于主应用线程而执行，并且会将它的状态通知调用线程：成功，处理中或者失败。

我们需要异步来消除阻塞模型。其实异步编程模型可以使用同样的线程来处理多个请求，这些请求不会阻塞这个线程。想象一个应用正在使用的线程正在执行任务，然后等待任务完成才进行下一步。 log框架就是一个很好的例子：典型地你想将异常和错误日志记录到一个目标中，比如文件，数据库或者其它类似地方。你不会让你的程序等待日志写完才执行，否则程序的响应就会受到影响。相反，如果对log框架的调用是异步地，应用就可以并发执行其它任务而无需等待。这是一个非阻塞执行的例子。

为了在Java中实现异步，你需要使用Future 和 FutureTask, 它们位于java.util.concurrent包下. Future是一个接口而FutureTask是它的一个实现类。实际上，如果在你的代码中使用Future, 你的异步任务会立即执行，并且调用线程可以得到结果promise。