实战分析Java的异步编程，并通过CompletableFuture进行高效调优

一、写在开头

在我们一开始讲多线程的时候，提到过异步与同步的概念，这里面我们再回顾一下：

同步：调用方在调用某个方法后，等待被调用方返回结果；调用方在取得被调用方的返回值后，再继续运行。调用方顺序执行，同步等待被调用方的返回值，这就是阻塞式调用；
异步：调用方在调用某个方法后，直接返回，不需要等待被调用方返回结果；被调用方开启一个线程处理任务，调用方可以同时去处理其他工作。调用方和被调用方是异步的，这就是非阻塞式调用。

适应场景
同步：如果数据存在线程间的共享，或竞态条件，需要同步。如多个线程同时对同一个变量进行读和写的操作，必须等前一个请求完成，后一个请求去调用前一个请求的结果，这时候就只能采用同步方式。
异步：当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法，并且不希望让程序等待方法的返回时，就可以使用异步，提高效率、加快程序的响应。

而我们今天探讨的话题就是Java中的异步编程。

二、Future

为了提升Java程序的响应速度，在JDK1.5时引入了JUC包，里面包含了一个接口文件：Future，这是Java中实现异步编程的开端，我们可以将Future理解为一种异步思想或者一种设计模式；当我们执行某一耗时的任务时，可以将这个耗时任务交给一个子线程去异步执行，同时我们可以干点其他事情，不用傻傻等待耗时任务执行完成。等我们的事情干完后，我们再通过 Future 类获取到耗时任务的执行结果。

它的底层也是几个很容易理解的接口方法：

// V 代表了Future执行的任务返回值的类型
public interface Future<V> {// 取消任务执行// 成功取消返回 true，否则返回 falseboolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);// 判断任务是否被取消boolean isCancelled();// 判断任务是否已经执行完成boolean isDone();// 获取任务执行结果V get() throws InterruptedException, ExecutionException;// 指定时间内没有返回计算结果就抛出 TimeOutException 异常V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutExceptio}

这些接口大致提供的服务是：我有一个任务分配给了Future，然后我可以继续去干其他的事情，然后我可以在这个过程中去看任务是否完成，也可以取消任务，一段时间后我也可以去获取到任务执行后的结果，也可以设置任务多久执行完，没执行完抛异常等。

对于Future的使用，我想大家应该并不陌生的，我们在学习线程池的时候就有涉及，看下面这个测试案例：

//这里使用Executors只是方便测试，正常使用时推荐使用ThreadPoolExecutor！
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
Future<String> submit = executorService.submit(() -> {try {Thread.sleep(5000L);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "javabuild";
});
String s = submit.get();
System.out.println(s);
executorService.shutdown();