資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：組合式異步編程最近這些年，兩種趨勢(shì)不斷地推動(dòng)我們反思我們?cè)O(shè)計(jì)軟件的方式。第章中介紹的分支合并框架以及并行流是實(shí)現(xiàn)并行處理的寶貴工具它們將一個(gè)操作切分為多個(gè)子操作，在多個(gè)不同的核甚至是機(jī)器上并行地執(zhí)行這些子操作。
CompletableFuture：組合式異步編程
最近這些年，兩種趨勢(shì)不斷地推動(dòng)我們反思我們?cè)O(shè)計(jì)軟件的方式。第一種趨勢(shì)和應(yīng)用運(yùn)行的硬件平臺(tái)相關(guān)，第二種趨勢(shì)與應(yīng)用程序的架構(gòu)相關(guān)，尤其是它們之間如何交互。我們?cè)诘?章中已經(jīng)討論過硬件平臺(tái)的影響。我們注意到隨著多核處理器的出現(xiàn)，提升應(yīng)用程序處理速度最有效的方式是編寫能充分發(fā)揮多核能力的軟件。你已經(jīng)看到通過切分大型的任務(wù)，讓每個(gè)子任務(wù)并行運(yùn)行，這一目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)的；你也已經(jīng)了解相對(duì)直接使用線程的方式，使用分支/合并框架（在Java 7中引入）和并行流（在Java 8中新引入）能以更簡(jiǎn)單、更有效的方式實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
第二種趨勢(shì)反映在公共API日益增長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用。著名的互聯(lián)網(wǎng)大鱷們紛紛提供了自己的公共API服務(wù)，比如谷歌提供了地理信息服務(wù)，F(xiàn)acebook提供了社交信息服務(wù)，Twitter提供了新聞服務(wù)。現(xiàn)在，很少有網(wǎng)站或者網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用會(huì)以完全隔離的方式工作。更多的時(shí)候，我們看到的下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都采用“混聚”（mash-up）的方式：它會(huì)使用來自多個(gè)來源的內(nèi)容，將這些內(nèi)容聚合在一起，方便用戶的生活。
比如，你可能希望為你的法國(guó)客戶提供指定主題的熱點(diǎn)報(bào)道。為實(shí)現(xiàn)這一功能，你需要向谷歌或者Twitter的API請(qǐng)求所有語言中針對(duì)該主題最熱門的評(píng)論，可能還需要依據(jù)你的內(nèi)部算法對(duì)它們的相關(guān)性進(jìn)行排序。之后，你可能還需要使用谷歌的翻譯服務(wù)把它們翻譯成法語，甚至利用谷歌地圖服務(wù)定位出評(píng)論作者的位置信息，最終將所有這些信息聚集起來，呈現(xiàn)在你的網(wǎng)站上。
當(dāng)然，如果某些外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)生響應(yīng)慢的情況，你希望依舊能為用戶提供部分信息，比如提供帶問號(hào)標(biāo)記的通用地圖，以文本的方式顯示信息，而不是呆呆地顯示一片空白屏幕，直到地圖服務(wù)器返回結(jié)果或者超時(shí)退出。
要實(shí)現(xiàn)類似的服務(wù)，你需要與互聯(lián)網(wǎng)上的多個(gè)Web服務(wù)通信?？墒?，你并不希望因?yàn)榈却承┓?wù)的響應(yīng)，阻塞應(yīng)用程序的運(yùn)行，浪費(fèi)數(shù)十億寶貴的CPU時(shí)鐘周期。比如，不要因?yàn)榈却鼺acebook的數(shù)據(jù)，暫停對(duì)來自Twitter的數(shù)據(jù)處理。
這些場(chǎng)景體現(xiàn)了多任務(wù)程序設(shè)計(jì)的另一面。第7章中介紹的分支/合并框架以及并行流是實(shí)現(xiàn)并行處理的寶貴工具；它們將一個(gè)操作切分為多個(gè)子操作，在多個(gè)不同的核、CPU甚至是機(jī)器上并行地執(zhí)行這些子操作。
與此相反，如果你的意圖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)，而非并行，或者你的主要目標(biāo)是在同一個(gè)CPU上執(zhí)行幾個(gè)松耦合的任務(wù)，充分利用CPU的核，讓其足夠忙碌，從而最大化程序的吞吐量，那么你其實(shí)真正想做的是避免因?yàn)榈却h(yuǎn)程服務(wù)的返回，或者對(duì)數(shù)據(jù)庫的查詢，而阻塞線程的執(zhí)行，浪費(fèi)寶貴的計(jì)算資源，因?yàn)檫@種等待的時(shí)間很可能相當(dāng)長(zhǎng)。通過本章中你會(huì)了解，F(xiàn)uture接口，尤其是它的新版實(shí)現(xiàn)CompletableFuture，是處理這種情況的利器。
Future 接口Future接口在Java 5中被引入，設(shè)計(jì)初衷是對(duì)將來某個(gè)時(shí)刻會(huì)發(fā)生的結(jié)果進(jìn)行建模。它建模了一種異步計(jì)算，返回一個(gè)執(zhí)行運(yùn)算結(jié)果的引用，當(dāng)運(yùn)算結(jié)束后，這個(gè)引用被返回給調(diào)用方。在Future中觸發(fā)那些潛在耗時(shí)的操作把調(diào)用線程解放出來，讓它能繼續(xù)執(zhí)行其他有價(jià)值的工作，不再需要呆呆等待耗時(shí)的操作完成。打個(gè)比方，你可以把它想象成這樣的場(chǎng)景：你拿了一袋子衣服到你中意的干洗店去洗。干洗店的員工會(huì)給你張發(fā)票，告訴你什么時(shí)候你的衣服會(huì)洗好（這就是一個(gè)Future事件）。衣服干洗的同時(shí)，你可以去做其他的事情。Future的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它比更底層的Thread更易用。要使用Future，通常你只需要將耗時(shí)的操作封裝在一個(gè)Callable對(duì)象中，再將它提交給ExecutorService，就萬事大吉了。下面這段代碼展示了Java 8之前使用Future的一個(gè)例子。
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); Futurefuture = executor.submit(new Callable () { public Double call() { return doSomeLongComputation(); } }); // 異步操作進(jìn)行的同時(shí)，你可以做其他的事情 doSomethingElse(); try { Double result = future.get(1, TimeUnit.SECONDS); } catch (ExecutionException ee) { // 計(jì)算拋出一個(gè)異常 } catch (InterruptedException ie) { // 當(dāng)前線程在等待過程中被中斷 } catch (TimeoutException te) { // 在Future對(duì)象完成之前超過已過期 }
這種編程方式讓你的線程可以在ExecutorService以并發(fā)方式調(diào)用另一個(gè)線程執(zhí)行耗時(shí)操作的同時(shí)，去執(zhí)行一些其他的任務(wù)。接著，如果你已經(jīng)運(yùn)行到?jīng)]有異步操作的結(jié)果就無法繼續(xù)任何有意義的工作時(shí)，可以調(diào)用它的get方法去獲取操作的結(jié)果。如果操作已經(jīng)完成，該方法會(huì)立刻返回操作的結(jié)果，否則它會(huì)阻塞你的線程，直到操作完成，返回相應(yīng)的結(jié)果。
你能想象這種場(chǎng)景存在怎樣的問題嗎？如果該長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的操作永遠(yuǎn)不返回了會(huì)怎樣？為了處理這種可能性，雖然Future提供了一個(gè)無需任何參數(shù)的get方法，我們還是推薦大家使用重載版本的get方法，它接受一個(gè)超時(shí)的參數(shù)，通過它，你可以定義你的線程等待Future結(jié)果的最長(zhǎng)時(shí)間，而不是樣永無止境地等待下去。
Future 接口的局限性通過第一個(gè)例子，我們知道Future接口提供了方法來檢測(cè)異步計(jì)算是否已經(jīng)結(jié)束（使用isDone方法），等待異步操作結(jié)束，以及獲取計(jì)算的結(jié)果。但是這些特性還不足以讓你編寫簡(jiǎn)潔的并發(fā)代碼。比如，我們很難表述Future結(jié)果之間的依賴性；從文字描述上這很簡(jiǎn)單，“當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算任務(wù)完成時(shí)，請(qǐng)將該計(jì)算的結(jié)果通知到另一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的計(jì)算任務(wù)，這兩個(gè)計(jì)算任務(wù)都完成后，將計(jì)算的結(jié)果與另一個(gè)查詢操作結(jié)果合并”。但是，使用Future中提供的方法完成這樣的操作又是另外一回事。這也是我們需要更具描述能力的特性的原因，比如下面這些。
將兩個(gè)異步計(jì)算合并為一個(gè)——這兩個(gè)異步計(jì)算之間相互獨(dú)立，同時(shí)第二個(gè)又依賴于第一個(gè)的結(jié)果。
等待Future集合中的所有任務(wù)都完成。
僅等待Future集合中最快結(jié)束的任務(wù)完成（有可能因?yàn)樗鼈冊(cè)噲D通過不同的方式計(jì)算同一個(gè)值），并返回它的結(jié)果。
通過編程方式完成一個(gè)Future任務(wù)的執(zhí)行（即以手工設(shè)定異步操作結(jié)果的方式）。
應(yīng)對(duì)Future的完成事件（即當(dāng)Future的完成事件發(fā)生時(shí)會(huì)收到通知，并能使用Future計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行下一步的操作，不只是簡(jiǎn)單地阻塞等待操作的結(jié)果）。
這一章中，你會(huì)了解新的CompletableFuture類（它實(shí)現(xiàn)了Future接口）如何利用Java 8的新特性以更直觀的方式將上述需求都變?yōu)榭赡?。Stream和CompletableFuture的設(shè)計(jì)都遵循了類似的模式：它們都使用了Lambda表達(dá)式以及流水線的思想。從這個(gè)角度，你可以說CompletableFuture和Future的關(guān)系就跟Stream和Collection的關(guān)系一樣。
使用CompletableFuture 構(gòu)建異步應(yīng)用為了展示CompletableFuture的強(qiáng)大特性，我們會(huì)創(chuàng)建一個(gè)名為“最佳價(jià)格查詢器”（best-price-finder）的應(yīng)用，它會(huì)查詢多個(gè)在線商店，依據(jù)給定的產(chǎn)品或服務(wù)找出最低的價(jià)格。這個(gè)過程中，你會(huì)學(xué)到幾個(gè)重要的技能。
首先，你會(huì)學(xué)到如何為你的客戶提供異步API（如果你擁有一間在線商店的話，這是非常有幫助的）。
其次，你會(huì)掌握如何讓你使用了同步API的代碼變?yōu)榉亲枞a。你會(huì)了解如何使用流水線將兩個(gè)接續(xù)的異步操作合并為一個(gè)異步計(jì)算操作。這種情況肯定會(huì)出現(xiàn)，比如，在線商店返回了你想要購(gòu)買商品的原始價(jià)格，并附帶著一個(gè)折扣代碼——最終，要計(jì)算出該商品的實(shí)際價(jià)格，你不得不訪問第二個(gè)遠(yuǎn)程折扣服務(wù)，查詢?cè)撜劭鄞a對(duì)應(yīng)的折扣比率。
你還會(huì)學(xué)到如何以響應(yīng)式的方式處理異步操作的完成事件，以及隨著各個(gè)商店返回它的商品價(jià)格，最佳價(jià)格查詢器如何持續(xù)地更新每種商品的最佳推薦，而不是等待所有的商店都返回他們各自的價(jià)格（這種方式存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，一旦某家商店的服務(wù)中斷，用戶可能遭遇白屏）。
實(shí)現(xiàn)異步API為了實(shí)現(xiàn)最佳價(jià)格查詢器應(yīng)用，讓我們從每個(gè)商店都應(yīng)該提供的API定義入手。首先，商店應(yīng)該聲明依據(jù)指定產(chǎn)品名稱返回價(jià)格的方法：
public double getPrice(String product) {
// 待實(shí)現(xiàn)
}
該方法的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)會(huì)查詢商店的數(shù)據(jù)庫，但也有可能執(zhí)行一些其他耗時(shí)的任務(wù)，比如聯(lián)系其他外部服務(wù)（比如，商店的供應(yīng)商，或者跟制造商相關(guān)的推廣折扣）。我們?cè)诒菊率Ｏ碌膬?nèi)容中，采用delay方法模擬這些長(zhǎng)期運(yùn)行的方法的執(zhí)行，它會(huì)人為地引入1秒鐘的延遲，方法聲明如下。
public class Util {
public static void delay() {
int delay = 1000;
try {
Thread.sleep(delay);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
為了介紹本章的內(nèi)容，getPrice方法會(huì)調(diào)用delay方法，并返回一個(gè)隨機(jī)計(jì)算的值，代碼清單如下所示。返回隨機(jī)計(jì)算的價(jià)格這段代碼看起來有些取巧。它使用charAt，依據(jù)產(chǎn)品的名稱，生成一個(gè)隨機(jī)值作為價(jià)格。
public class Shop {
private final String name;
private final Random random;
public Shop(String name) {
this.name = name;
random = new Random(name.charAt(0) * name.charAt(1) * name.charAt(2));
}
public double getPrice(String product) {
return calculatePrice(product);
}
private double calculatePrice(String product) {
delay();
return random.nextDouble() * product.charAt(0) + product.charAt(1);
}
}
很明顯，這個(gè)API的使用者（這個(gè)例子中為最佳價(jià)格查詢器）調(diào)用該方法時(shí)，它依舊會(huì)被阻塞。為等待同步事件完成而等待1秒鐘，這是無法接受的，尤其是考慮到最佳價(jià)格查詢器對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有商店都要重復(fù)這種操作。本章接下來的小節(jié)中，你會(huì)了解如何以異步方式使用同步API解決這個(gè)問題。但是，出于學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)異步API的考慮，我們會(huì)繼續(xù)這一節(jié)的內(nèi)容，假裝我們還在深受這一困難的煩擾：你是一個(gè)睿智的商店店主，你已經(jīng)意識(shí)到了這種同步API會(huì)為你的用戶帶來多么痛苦的體驗(yàn)，你希望以異步API的方式重寫這段代碼，讓用戶更流暢地訪問你的網(wǎng)站。
將同步方法轉(zhuǎn)換為異步方法為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，你首先需要將getPrice轉(zhuǎn)換為getPriceAsync方法，并修改它的返回值：
public class Shop {
...
public Future getPriceAsync(String product) {
CompletableFuture futurePrice = new CompletableFuture<>();
new Thread(() -> {
double price = calculatePrice(product);
futurePrice.complete(price);
}).start();
return futurePrice;
}
...
}
在這段代碼中，你創(chuàng)建了一個(gè)代表異步計(jì)算的CompletableFuture對(duì)象實(shí)例，它在計(jì)算完成時(shí)會(huì)包含計(jì)算的結(jié)果。接著，你調(diào)用fork創(chuàng)建了另一個(gè)線程去執(zhí)行實(shí)際的價(jià)格計(jì)算工作，不等該耗時(shí)計(jì)算任務(wù)結(jié)束，直接返回一個(gè)Future實(shí)例。當(dāng)請(qǐng)求的產(chǎn)品價(jià)格最終計(jì)算得出時(shí)，你可以使用它的complete方法，結(jié)束completableFuture對(duì)象的運(yùn)行，并設(shè)置變量的值。很顯然，這個(gè)新版Future的名稱也解釋了它所具有的特性。使用這個(gè)API的客戶端，可以通過下面的這段代碼對(duì)其進(jìn)行調(diào)用。
public class ShopMain {
public static void main(String[] args) {
Shop shop = new Shop("最好的商店");
long start = System.nanoTime();
Future futurePrice = shop.getPriceAsync("我最喜歡的商品");
long invocationTime = ((System.nanoTime() - start) / 1_000_000);
System.out.println("調(diào)用時(shí)間 " + invocationTime);
// 這里可以做其他的事情，比如查詢其他的商店
doSomethingElse();
// 計(jì)算商品價(jià)格
try {
double price = futurePrice.get();
System.out.printf("價(jià)格是 %.2f%n", price);
} catch (ExecutionException | InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
long retrievalTime = ((System.nanoTime() - start) / 1_000_000);
System.out.println("計(jì)算價(jià)格時(shí)間 " + retrievalTime);
}
private static void doSomethingElse() {
System.out.println("正在查詢其他的商店...");
}
}
我們看到這段代碼中，客戶向商店查詢了某種商品的價(jià)格。由于商店提供了異步API，該次調(diào)用立刻返回了一個(gè)Future對(duì)象，通過該對(duì)象客戶可以在將來的某個(gè)時(shí)刻取得商品的價(jià)格。這種方式下，客戶在進(jìn)行商品價(jià)格查詢的同時(shí)，還能執(zhí)行一些其他的任務(wù)，比如查詢其他家商店中商品的價(jià)格，不會(huì)呆呆地阻塞在那里等待第一家商店返回請(qǐng)求的結(jié)果。最后，如果所有有意義的工作都已經(jīng)完成，客戶所有要執(zhí)行的工作都依賴于商品價(jià)格時(shí)，再調(diào)用Future的get方法。執(zhí)行了這個(gè)操作后，客戶要么獲得Future中封裝的值（如果異步任務(wù)已經(jīng)完成），要么發(fā)生阻塞，直到該異步任務(wù)完成，期望的值能夠訪問。上面的代碼中，輸出的結(jié)果：
調(diào)用時(shí)間 116 正在查詢其他的商店... 價(jià)格是 49107.07 計(jì)算價(jià)格時(shí)間 1172
你一定已經(jīng)發(fā)現(xiàn)getPriceAsync方法的調(diào)用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于最終價(jià)格計(jì)算完成的時(shí)間，在之前的代碼，你還會(huì)知道我們有可能避免發(fā)生客戶端被阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際上這非常簡(jiǎn)單，F(xiàn)uture執(zhí)行完畢可以發(fā)送一個(gè)通知，僅在計(jì)算結(jié)果可用時(shí)執(zhí)行一個(gè)由Lambda表達(dá)式或者方法引用定義的回調(diào)函數(shù)。不過，我們當(dāng)下不會(huì)對(duì)此進(jìn)行討論，現(xiàn)在我們要解決的是另一個(gè)問題：如何正確地管理異步任務(wù)執(zhí)行過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
錯(cuò)誤處理如果沒有意外，我們目前開發(fā)的代碼工作得很正常。但是，如果價(jià)格計(jì)算過程中產(chǎn)生了錯(cuò)誤會(huì)怎樣呢？非常不幸，這種情況下你會(huì)得到一個(gè)相當(dāng)糟糕的結(jié)果：用于提示錯(cuò)誤的異常會(huì)被限制在試圖計(jì)算商品價(jià)格的當(dāng)前線程的范圍內(nèi)，最終會(huì)殺死該線程，而這會(huì)導(dǎo)致等待get方法返回結(jié)果的客戶端永久地被阻塞。
客戶端可以使用重載版本的get方法，它使用一個(gè)超時(shí)參數(shù)來避免發(fā)生這樣的情況。這是一種值得推薦的做法，你應(yīng)該盡量在你的代碼中添加超時(shí)判斷的邏輯，避免發(fā)生類似的問題。使用這種方法至少能防止程序永久地等待下去，超時(shí)發(fā)生時(shí)，程序會(huì)得到通知發(fā)生了TimeoutException。不過，也因?yàn)槿绱?，你不?huì)有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算商品價(jià)格的線程內(nèi)到底發(fā)生了什么問題才引發(fā)了這樣的失效。為了讓客戶端能了解商店無法提供請(qǐng)求商品價(jià)格的原因，你需要使用CompletableFuture的completeExceptionally方法將導(dǎo)致CompletableFuture內(nèi)發(fā)生問題的異常拋出。對(duì)代碼優(yōu)化后的結(jié)果如下所示。
public FuturegetPriceAsync(String product) { CompletableFuture futurePrice = new CompletableFuture<>(); new Thread(() -> { try { double price = calculatePrice(product); // 如果價(jià)格計(jì)算正常結(jié)束，完成Future操作并設(shè)置商品價(jià)格 futurePrice.complete(price); } catch (Exception e) { // 否則就拋出導(dǎo)致失敗的異常，完成這次Future操作 futurePrice.completeExceptionally(e); } }).start(); return futurePrice; }
客戶端現(xiàn)在會(huì)收到一個(gè)ExecutionException異常，該異常接收了一個(gè)包含失敗原因的Exception參數(shù)，即價(jià)格計(jì)算方法最初拋出的異常。所以，舉例來說，如果該方法拋出了一個(gè)運(yùn)行時(shí)異?！皃roduct not available”，客戶端就會(huì)得到像下面這樣一段ExecutionException：
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.RuntimeException: product
not availableat java.util.concurrent.CompletableFuture.get(CompletableFuture.java:2237)
at xin.codedream.java8.chap11.AsyncShopClient.main(AsyncShopClient.java:14)
... 5 more
Caused by: java.lang.RuntimeException: product not available
at xin.codedream.java8.chap11.AsyncShop.calculatePrice(AsyncShop.java:36)
atxin.codedream.java8.chap11.AsyncShop.lambda$getPrice$0(AsyncShop.java:23)
at xin.codedream.java8.chap11.AsyncShop$$Lambda$1/24071475.run(Unknown Source)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:744)
使用工廠方法supplyAsync創(chuàng)建CompletableFuture
目前為止我們已經(jīng)了解了如何通過編程創(chuàng)建CompletableFuture對(duì)象以及如何獲取返回值，雖然看起來這些操作已經(jīng)比較方便，但還有進(jìn)一步提升的空間，CompletableFuture類自身提供了大量精巧的工廠方法，使用這些方法能更容易地完成整個(gè)流程，還不用擔(dān)心實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。比如，采用supplyAsync方法后，你可以用一行語句重寫getPriceAsync方法，如下所示。
public FuturegetPriceAsync(String product) { return CompletableFuture.supplyAsync(() -> calculatePrice(product)); }
太棒了！七八行才能實(shí)現(xiàn)的功能，我們現(xiàn)在只需要一行就可以搞定了！supplyAsync方法接受一個(gè)生產(chǎn)者（Supplier）作為參數(shù)，返回一個(gè)CompletableFuture對(duì)象，該對(duì)象完成異步執(zhí)行后會(huì)讀取調(diào)用生產(chǎn)者方法的返回值。生產(chǎn)者方法會(huì)交由ForkJoinPool池中的某個(gè)執(zhí)行線程（Executor）運(yùn)行，但是你也可以使用supplyAsync方法的重載版本，傳遞第二個(gè)參數(shù)指定不同的執(zhí)行線程執(zhí)行生產(chǎn)者方法。一般而言，向CompletableFuture的工廠方法傳遞可選參數(shù)，指定生產(chǎn)者方法的執(zhí)行線程是可行的，在后面，你會(huì)使用這一能力，后面我們將使用適合你應(yīng)用特性的執(zhí)行線程改善程序的性能。
接下來剩余部分中，我們會(huì)假設(shè)你非常不幸，無法控制Shop類提供API的具體實(shí)現(xiàn)，最終提供給你的API都是同步阻塞式的方法。這也是當(dāng)你試圖使用服務(wù)提供的HTTP API時(shí)最常發(fā)生的情況。你會(huì)學(xué)到如何以異步的方式查詢多個(gè)商店，避免被單一的請(qǐng)求所阻塞，并由此提升你的“最佳價(jià)格查詢器”的性能和吞吐量。
讓你的代碼免受阻塞之苦所以，你已經(jīng)被要求進(jìn)行“最佳價(jià)格查詢器”應(yīng)用的開發(fā)了，不過你需要查詢的所有商店都如上面開始時(shí)介紹的那樣，只提供了同步API。換句話說，你有一個(gè)商家的列表，如下所示：
public class BestPriceFinder {
private final List shops = Arrays.asList(new Shop("BestPrice"),
new Shop("LetsSaveBig"),
new Shop("MyFavoriteShop"),
new Shop("BuyItAll"));
...
}
你需要使用下面這樣的簽名實(shí)現(xiàn)一個(gè)方法，它接受產(chǎn)品名作為參數(shù)，返回一個(gè)字符串列表，這個(gè)字符串列表中包括商店的名稱、該商店中指定商品的價(jià)格：
public ListfindPrices(String product);
你的第一個(gè)想法可能是使用我們?cè)谇懊娴恼鹿?jié)中學(xué)習(xí)的Stream特性。你可能試圖寫出類似下面這個(gè)代碼（是的，作為第一個(gè)方案，如果你想到這些已經(jīng)相當(dāng)棒了！）。
好吧，這段代碼看起來非常直白?，F(xiàn)在試著用該方法去查詢你最近這些天瘋狂著迷的唯一產(chǎn)品（是的，你已經(jīng)猜到了，它就是Old-Mi-Mix3）。此外，也請(qǐng)記錄下方法的執(zhí)行時(shí)間，通過這些數(shù)據(jù)，我們可以比較優(yōu)化之后的方法會(huì)帶來多大的性能提升，具體的代碼如下。
public class BestPriceFinder {
private final List shops = Arrays.asList(new Shop("BestPrice"),
new Shop("LetsSaveBig"),
new Shop("MyFavoriteShop"),
new Shop("BuyItAll"));
public static void main(String[] args) {
BestPriceFinder finder = new BestPriceFinder();
finder.testFindPrices();
}
public void testFindPrices() {
long start = System.nanoTime();
System.out.println(findPrices("Old-Mi-Mix3"));
long duration = (System.nanoTime() - start) / 1_000_000;
System.out.println("完成時(shí)間 " + duration);
}
public List findPrices(String product) {
return shops.stream()
.map(shop -> String.format("%s 價(jià)格 %.2f",
shop.getName(), shop.getPrice(product)))
.collect(toList());
}
}
輸出結(jié)果：
[BestPrice 價(jià)格 109.64, LetsSaveBig 價(jià)格 143.13, MyFavoriteShop 價(jià)格 175.50, BuyItAll 價(jià)格 154.20] 完成時(shí)間 4184
正如你預(yù)期的，findPrices方法的執(zhí)行時(shí)間僅比4秒鐘多了那么幾百毫秒，因?yàn)閷?duì)這4個(gè)商店的查詢是順序進(jìn)行的，并且一個(gè)查詢操作會(huì)阻塞另一個(gè)，每一個(gè)操作都要花費(fèi)大約1秒左右的時(shí)間計(jì)算請(qǐng)求商品的價(jià)格。你怎樣才能改進(jìn)這個(gè)結(jié)果呢？
使用并行流對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行并行操作如果你看了第七章的筆記，那么你應(yīng)該想到的第一個(gè)，可能也是最快的改善方法是使用并行流來避免順序計(jì)算，如下所示。
public ListfindPricesParallel(String product) { return shops.parallelStream() .map(shop -> String.format("%s 價(jià)格 %.2f", shop.getName(), shop.getPrice(product))) .collect(toList()); }
運(yùn)行代碼，與最初的代碼執(zhí)行結(jié)果相比較，你發(fā)現(xiàn)了新版findPrices的改進(jìn)了吧。
[BestPrice 價(jià)格 109.64, LetsSaveBig 價(jià)格 143.13, MyFavoriteShop 價(jià)格 175.50, BuyItAll 價(jià)格 154.20] 完成時(shí)間 1248
相當(dāng)不錯(cuò)啊！看起來這是個(gè)簡(jiǎn)單但有效的主意：現(xiàn)在對(duì)四個(gè)不同商店的查詢實(shí)現(xiàn)了并行，所以完成所有操作的總耗時(shí)只有1秒多一點(diǎn)兒。你能做得更好嗎？讓我們嘗試使用剛學(xué)過的CompletableFuture，將findPrices方法中對(duì)不同商店的同步調(diào)用替換為異步調(diào)用。
使用CompletableFuture 發(fā)起異步請(qǐng)求你已經(jīng)知道我們可以使用工廠方法supplyAsync創(chuàng)建CompletableFuture對(duì)象。讓我們把它利用起來：
