异步&线程池

一、线程回顾

1、初始化线程的 4 种方式

  • 继承 Thread
  • 实现 Runnable 接口
  • 实现 Callable 接口 + FutureTask （可以拿到返回结果，可以处理异常）
  • 线程池
复制代码
public class ThreadTest {
    public static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 1、继承Thread
         *        Thread01 thread01 = new Thread01();
         *         thread01.start();//启动线程
         * 2、实现Runnable
         *         Runable01 runable01 = new Runable01();
         *         new Thread(runable01).start();
         * 3、实现Callable接口 + FutureTask（可以拿到返回结果，可以处理异常）
         *        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new Callable01());
         *         new Thread(futureTask).start();
         *         Integer integer = futureTask.get();
         * 4、线程池
         *         任务直接提交至线程池。
         * 区别：
         *         1、2不能得到返回值。3可以得到返回值
         *         1、2、3不能控制资源
         *         4、可以控制资源，性能稳定。
         */
        //123启动线程方式都不用，原因是启动线程不可控制，当线程过多时会导致资源浪费，系统崩溃的风险
        //当前系统中保证线程池只有一两个，每个异步任务，提交给线程池去自己执行
        executorService.execute(new Runable01());
    }

    //继承Thread
    public static class Thread01 extends Thread{
        @Override
        public void run(){
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());
            int i = 10/2;
            System.out.println("运行结果："+i);
        }
    }

    //实现Runnable
    public static class Runable01 implements Runnable{
        @Override
        public void run(){
            System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());
            int i = 10/2;
            System.out.println("运行结果："+i);
        }
    }

    //实现Callable
    public static class Callable01 implements Callable<Integer>{
        @Override
        public Integer call() throws Exception {
                System.out.println("当前线程："+Thread.currentThread().getId());
                int i = 10/2;
                return i;
        }
    }
}
复制代码

2、线程池的七大参数

复制代码
* @param corePoolSize the number of threads to keep in the pool, even
* if they are idle, unless {@code allowCoreThreadTimeOut} is set
池中一直保持的线程的数量，即使线程空闲。除非设置了 allowCoreThreadTimeOut（允许回收）
* @param maximumPoolSize the maximum number of threads to allow in the
* pool
池中允许的最大的线程数
* @param keepAliveTime when the number of threads is greater than
* the core, this is the maximum time that excess idle threads
* will wait for new tasks before terminating. 当线程数大于核心线程数的时候，线程在最大多长时间没有接到新任务就会终止释放，
最终线程池维持在 corePoolSize 大小
* @param unit the time unit for the {@code keepAliveTime} argument
时间单位
* @param workQueue the queue to use for holding tasks before they are* executed. This queue will hold only the {@code Runnable}
* tasks submitted by the {@code execute} method. 阻塞队列，用来存储等待执行的任务，如果当前对线程的需求超过了 corePoolSize
大小，就会放在这里等待空闲线程执行。
* @param threadFactory the factory to use when the executor
* creates a new thread
创建线程的工厂，比如指定线程名等
* @param handler the handler to use when execution is blocked
* because the thread bounds and queue capacities are reached
拒绝策略，如果线程满了，线程池就会使用拒绝策略。
复制代码

原生方式创建线程池

        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5,
                200,
                10,
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(100000),
                Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

运行流程：
1、线程池创建，准备好 core 数量的核心线程，准备接受任务
2、新的任务进来，用 core 准备好的空闲线程执行。
(1) 、core 满了，就将再进来的任务放入阻塞队列中。空闲的 core 就会自己去阻塞队
列获取任务执行
(2) 、阻塞队列满了，就直接开新线程执行，最大只能开到 max 指定的数量
(3) 、max 都执行好了。Max-core 数量空闲的线程会在 keepAliveTime 指定的时间后自
动销毁。最终保持到 core 大小
(4) 、如果线程数开到了 max 的数量，还有新任务进来，就会使用 reject 指定的拒绝策
略进行处理
3、所有的线程创建都是由指定的 factory 创建的。

面试：
一个线程池 core 7； max 20 ，queue：50，100 并发进来怎么分配的；
先有 7 个能直接得到执行，接下来 50 个进入队列排队，在多开 13 个继续执行。现在 70 个
被安排上了。剩下 30 个默认拒绝策略。

3、常见的 4 种线程池

  • newCachedThreadPool

 创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若
无可回收，则新建线程。

  • newFixedThreadPool

 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

  • newScheduledThreadPool

 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

  • newSingleThreadExecutor

 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务
按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

4、开发中为什么使用线程池

  • 降低资源的消耗

 通过重复利用已经创建好的线程降低线程的创建和销毁带来的损耗

  • 提高响应速度

 因为线程池中的线程数没有超过线程池的最大上限时，有的线程处于等待分配任务
的状态，当任务来时无需创建新的线程就能执行

  • 提高线程的可管理性

 线程池会根据当前系统特点对池内的线程进行优化处理，减少创建和销毁线程带来
的系统开销。无限的创建

二、CompletableFuture 异步编排

业务场景：
查询商品详情页的逻辑比较复杂，有些数据还需要远程调用，必然需要花费更多的时间。

假如商品详情页的每个查询，需要如下标注的时间才能完成
那么，用户需要 5.5s 后才能看到商品详情页的内容。很显然是不能接受的。
如果有多个线程同时完成这 6 步操作，也许只需要 1.5s 即可完成响应。

CompletableFuture 和 FutureTask 同属于 Future 接口的实现类，都可以获取线程的执行结果。

 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。

1、runXxxx 都是没有返回结果的，supplyXxx 都是可以获取返回结果的
2、可以传入自定义的线程池(通常使用)，否则就用默认的线程池；

2、计算完成时回调方法

whenComplete 可以处理正常和异常的计算结果，exceptionally 处理异常情况。

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）

复制代码
        CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            int i = 10 / 0;
            return i;
        },executorService).whenComplete((res,excption)->{
            //虽然能得到异常信息，但是无法修改返回数据。
            System.out.println("异常任务成功完成了...结果是："+res+";异常是"+excption);
        }).exceptionally(throwable -> {
            //可以感知异常，同时返回默认值
            return 10;
        });
复制代码

3、handle 方法

 和 complete 一样，可对结果做最后的处理（可处理异常），可改变返回值。

复制代码
        CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            int i = 10 / 0;
            return i;
        },executorService).handle((res,excetion)->{
            if (res!=null){
                return res*2;
            }
            if (excetion!=null){
                return 0;
            }
            return 0;
        });
复制代码

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。同之前。
以上都要前置任务成功完成。
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

复制代码
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            int i = 10 / 0;
            return i;
        }, executorService).thenApplyAsync(res -> {
            //res是上边任务执行的结果
            System.out.println("任务2启动了。。。" + res);
            return "hello" + res;
        }, executorService);
        System.out.println(future.get());
复制代码

5、两任务组合 - 都要完成

 

 两个任务必须都完成，触发该任务。

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。
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。
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

复制代码
        CompletableFuture<Integer> future01 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            int i = 10 / 0;
            return i;
        }, executorService);
        CompletableFuture<String> future02 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return "Hello";
        }, executorService);

        //无返回值
        // future01.runAfterBothAsync(future02,()->{
        //     System.out.println("任务3");
        // },executorService);
        //能接收f1,f2返回结果，自身无返回值
        // future01.thenAcceptBothAsync(future02,(f1,f2)->{
        //     System.out.println("任务3："+f1+f2);
        // },executorService);
        //能接收f1,f2返回结果，自身有返回值
        CompletableFuture<String> future03 = future01.thenCombineAsync(future02, (f1, f2) -> {
            return f1 + f2;
        }, executorService);
        System.out.println(future03.get());
复制代码

6、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。

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。
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。
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。

        CompletableFuture<String> future03 = future01.applyToEitherAsync(future02, res -> {
            return res.toString() + "任务3";
        }, executorService);

7、多任务组合(常用)

allOf：等待所有任务完成
anyOf：只要有一个任务完成

        CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.allOf(future01, future02);
        completableFuture.get();//等待所有任务执行完才继续执行后续代码

8、使用案例

线程池配置的配置引入

@ConfigurationProperties(prefix = "gulimall.thread")
@Component
@Data
public class ThreadPoolConfigProperties {
    private Integer coreSize;
    private Integer maxSize;
    private Integer keepAliveTime;
}

在application.properties中添加配置

gulimall.thread.core-size=20
gulimall.thread.max-size=200
gulimall.thread.keep-alive-time=10

线程池配置

复制代码
//ThreadPoolConfigProperties已使用@Component，可以直接注入使用，则无需再使用@EnableConfigurationProperties
// @EnableConfigurationProperties(ThreadPoolConfigProperties.class)
@Configuration
public class MyThreadConfig {
    @Bean
    public ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor(ThreadPoolConfigProperties pool){
        return new ThreadPoolExecutor(
                pool.getCoreSize(),
                pool.getMaxSize(),
                pool.getKeepAliveTime(),
                TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingDeque<>(100000),
                Executors.defaultThreadFactory(),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    }
}
复制代码

线程池使用

复制代码
@Autowired
ThreadPoolExecutor executor;

@Override
public SkuItemVo item(Long skuId) throws ExecutionException, InterruptedException {
   SkuItemVo skuItemVo = new SkuItemVo();

   CompletableFuture<SkuInfoEntity> infoFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
      //1、sku基本信息获取 pms_sku_info
      SkuInfoEntity info = getById(skuId);
      skuItemVo.setInfo(info);
      return info;
   }, executor);

   // Long spuId = info.getSpuId();
   // Long catalogId = info.getCatalogId();

   CompletableFuture<Void> saleAttrFuture = infoFuture.thenAcceptAsync((res) -> {
      //3、获取spu的销售属性组合。
      List<SkuItemVo.SkuItemSaleAttrVo> saleAttrVos =
            skuSaleAttrValueService.getSaleAttrsBySpuId(res.getSpuId());
      skuItemVo.setSaleAttr(saleAttrVos);
   }, executor);

   CompletableFuture<Void> descFutire = infoFuture.thenAcceptAsync((res) -> {
      //4、获取spu介绍
      SpuInfoDescEntity spuInfoDescEntity = spuInfoDescService.getById(res.getSpuId());
      skuItemVo.setDesp(spuInfoDescEntity);
   }, executor);

   CompletableFuture<Void> baseAttrFuture = infoFuture.thenAcceptAsync((res) -> {
      //5、获取spu的规格参数信息
      List<SkuItemVo.SpuItemAttrGroupVo> attrGroupVos =
            attrGroupService.getAttrGroupWithAttrsBySpuId(res.getSpuId(), res.getCatalogId());
      skuItemVo.setGroupAttrs(attrGroupVos);
   }, executor);


   //2、sku图片信息
   CompletableFuture<Void> imageFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> {
      List<SkuImagesEntity> images = skuImagesService.getImagesBySkuId(skuId);
      skuItemVo.setImages(images);
   }, executor);

   //3、查询当前sku是否参与秒杀优惠

   //等待所有任务都完成
   CompletableFuture.allOf(saleAttrFuture,descFutire,baseAttrFuture,imageFuture).get();

   return skuItemVo;
}
复制代码

 

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