聊一聊多线程不得不知的Future（一）-京东云开发者社区

### 一、前言（引子）
在并发编程中，我们经常用到非阻塞的模型，在之前的多线程的三种实现中，不管是继承thread类还是实现runnable接口，都无法保证获取到之前的执行结果。通过实现Callback接口，并用Future可以来接收多线程的执行结果。

Future表示一个可能还没有完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加Callback以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。

举个例子：比如去吃早点时，点了包子和凉菜，包子需要等3分钟，凉菜只需1分钟，如果是串行的一个执行，在吃上早点的时候需要等待4分钟，但是因为你在等包子的时候，可以同时准备凉菜，所以在准备凉菜的过程中，可以同时准备包子，这样只需要等待3分钟。那Future这种模式就是后面这种执行模式。

**经常会使用到Future的场景有：**
① 计算密集场景
② 处理大数据量
③远程方法调用等

**下面是我在WMS入库模块中找到的使用线程池的代码：**

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/38b59375-6c4d-4857-a49b-c2fb3287143e20210708111235.png)

在这里，针对上面代码，我先抛出几个问题：

①为什么不直接使用JDK自带的线程池？
②使用Google并发包中的线程池有什么好处？解决了什么问题？

答案就隐藏在下边的内容之中。

### 二、初级版--jdk中的Future
Future是java 1.5引入的一个interface，Future接口定义了主要的5个接口方法，有RunnableFuture和SchedualFuture继承这个接口，以及CompleteFuture和ForkJoinTask继承这个接口。

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/7df47556-178e-490b-a28b-e1ce55cd63c320210708111308.png)

废话不多说，直接看一段代码（Future的简单使用）：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/541004de-4bdc-4867-8bce-f61f2531d35220210708111330.png)

从上面的代码我们可以看出，当我们想要返回值的时候，都需要调用下面的这个 get() 方法：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/8f1eb3f3-3e25-4169-80f7-5654daf8605220210708111352.png)

而从这个方法的描述可以看出，这是一个阻塞方法。拿不到值就在那里等着。当然，还有一个带超时时间的 get 方法，等指定时间后就不等了。

总之就是有可能要等的。只要等，那么就是阻塞。只要是阻塞，就是一个假异步（阉割版）。

所以总结一下这种场景下返回的 Future 的不足之处：
只有主动调用 get 方法去获取值，但是有可能值还没准备好，就阻塞等待。
任务处理过程中出现异常会把异常隐藏，封装到 Future 里面去，只有调用 get 方法的时候才知道异常了。

**那么什么才是真正的异步？**
好莱坞原则：Don't Call Us，We'll Call you！
接下来，让我们见识一下真正的异步。

### 三、Guava的Future
我们先来看下Guava的Future的类图：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/affac525-013d-42b2-9b0c-c6d0403c5aa020210708111424.png)

**真正的异步其实是回调（callback）：**说到回调，那么就需要在异步任务提交之后，注册一个回调函数就行。

Google 提供的 Guava 包里面对 JDK 的 Future 进行了扩展：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/8b998f2f-492c-42b7-bc25-88851d88a8ab20210708111442.png)

新增了一个 addListenter 方法，入参是一个 Runnable 的任务类型和一个线程池。
使用方法如下：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/2a01cd53-c718-4bec-aeb8-5bb4b34dc61320210708111524.png)

①创建线程池的方法有所改变：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/29c0a3df-18ae-47b3-a3ac-5eebd87fb0c620210708111555.png)

- 用Guava 里面的 MoreExecutors 方法装饰了一下。

②用装饰后的 executor 调用 submit 方法，就会返回 ListenableFuture ，拿到这个 ListenableFuture 之后，在上面注册监听：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/3c2b1302-19d1-4518-bf2c-6df84c99d8bb20210708111619.png)

仔细观察这个输出的结果：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/ca000811-ea93-45a2-b08f-ac04fe04e45820210708111642.png)

从运行结果可以看出来：获取运行结果是在另外的线程里面执行的，完全没有阻塞主线程。

③上面的案例中我们使用的是addListener的方式，其实还有另外一种--FutureCallback 。
使用方法如下：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/0c0f002b-1290-4ac4-a2bb-fabc8586a5ed20210708111712.png)

有 onSuccess 和 onFailure 两个Callback方法。

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/1dbdab25-863c-45c8-867e-9c078cfd232720210708111729.png)

输出的结果如下：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/f004d8fe-1a1d-4e22-82fc-7d9ad744771120210708111753.png)

### 四、终极版--CompletableFuture

在前边我们讲到的Future是JDK5的产物：
经过发展，Doug Lea 老爷子在 JDK8 里面引入了新的 CompletableFuture ：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/335fa9db-64b9-416e-86c3-c067c763626720210708111817.png)

异步，JDK8这才是真正的异步。
我们来看下CompletableFuture的类图：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/b3df1cf5-ce12-4dcc-b6c8-99ba6bdc8f6820210708111835.png)

CompletableFuture 实现了两个接口，一个是我们熟悉的 Future ，一个是 CompletionStage。

CompletionStage接口，可以把这个接口理解为一个任务的某个阶段。所以多个 CompletionStage 链接在一起就是一个任务链。前一个任务完成后，下一个任务就会自动触发。

使用方法如下：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/44ea4af8-8edf-45b0-a148-ef61306268bd20210708111855.png)

输出结果如下：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/38a46443-a4dd-4bbe-882f-50eb6ef7ad6420210708111915.png)

从输出结果可以看出来，是异步执行的，ForkJoinPool.commonPool() 是其默认使用的线程池。

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/b15fbd32-f984-4d9b-9787-4089caddd4ee20210708111931.png)

其实，我们也是可以自己指定线程池的：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/a5d551c6-3e06-4147-8916-73ee7ab2437e20210708111953.png)

接下来主要看看 CompletableFuture 对于异常的处理。非常的优雅。

不需要 try-catch 代码块包裹，也不需要调用 Future.get() 才知道异常了，它提供了一个 handle 方法，可以处理上游异步任务中出现的异常：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/6aff733c-45de-451f-aaee-1d83037c6ec020210708112018.png)

### 五、CompletableFuture 在Dubbo中的使用
从v2.7.0开始，Dubbo的所有异步编程接口开始以CompletableFuture为基础。在这里简单的说一下使用方法：

服务端接口的定义要改变，主要指返回值类型：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/af6779d7-287b-4ed6-a6a1-9a8fd717650120210708112059.png)

Consumer端引用服务：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/9e57c43d-f3ac-4be3-a5a9-8dacb145ba2920210708112118.png)

调用发起后，立刻得到一个future。然后通过Lamda表达式向此future增加回调。将远程接口真正返回后，由此回调处理返回结果。

这里有一个问题没讲明白，回调的执行必然不是当前线程，Consumer部应该也会配置一个线程池，由线程池里边的线程执行回调应该。

上边的异步调用没有涉及到RpcContext，另外一个异步调用的方法就是使用RpcContext，与上边方法的区别在于Consumer端的配置与代码，这种风格与旧版本非常像。

配置：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/069cad1d-b49e-4cfc-8c5c-6765d1348b8b20210708112141.png)

代码：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/68ac4576-7f86-4027-a4ee-c31423631bc220210708112202.png)

### 六、总结与个人理解
在前言中提出的两个问题，答案就在上面的讲解之中。其实这一切说明的是：java在发展，技术在发展。

**个人理解：**
众所周知，JDK8推出了很多的新特性和功能（Lambda、FunctionInterface、CompletableFuture等），Why？其实仔细看，Lambda表达式很像JS中的箭头函数，从上面的讲解中，也看到从1.5的Future，到Guava的Future，再到1.8的CompletableFuture，其实在1.5的Future推出后，受到了很大的吐槽，这种阻塞，假异步是存在很大的问题的，所以才有了之后GoogleGuava的Future，Doug Lea老爷子也是意识到了这个问题，所以才在JDK8中推出了强大的CompletableFuture，这也说明了：每一种技术的出现都是为了解决某些问题、处理某些业务而出现的，所以，作为java的一名开发者，是幸运的，技术会越来越好，也会越来越助于我们的开发工作。

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###### 作者：网规技术部 乔杰