笑了，面试官问我知不知道异步编程的Future。
这是why的第 60 篇原创文章
荒腔走板
大家好，我是 why，欢迎来到我连续周更优质原创文章的第 60 篇。
前两周写的我眼中的成都那篇文章还在持续发酵，全网阅读初步估计应该是过 100w 了。诚惶诚恐，但是需要说明一下的是其实我是一个技术博主来的，偶尔荒腔走板的写点生活相关的，所以这篇还是回到技术上。（虽然从后台数据来看，大家更喜欢看生活类的文章。）
老规矩，先来一个简短的荒腔走板，给冰冷的技术文注入一丝色彩。
上面这图是我五年前，在学校宿舍拍的。
前几天由于有点事情，打开了多年没有打开的 QQ。然后突然推送了一个“那年今日”发送的动态。
这张图片就是那个动态里面的。
2015 年 8 月的时候正是大三放暑假的时间，但是那个暑假我找了一个实习，所以暑假期间住在学校里面。宿舍就我一个人。那个时候我完全没有意识到，这是我程序猿生涯的一个真正的开端，也是我学生时代提前结束的宣告。
8 月 5 日凌晨，一只小猫突然蹿到了宿舍里面，在宿舍里面旁若无人的，像宿管阿姨一样审查着一切东西。甚至直接跳到桌子上，看着我敲代码。完全不怕我的样子。
于是我把它放到了我的自行车上，当模特拍了几张照片。
初见这只小猫时的那种惊喜我还记忆犹新，但是这波回忆杀给我的更大的冲击是：原来，这件事已经过去五年了。
如果没有 QQ 的这个提醒，你让我想这件事是发生在什么时候的，我的第一反应肯定是好多年前的事情了吧，慢慢咂摸之后有可能才想起，原来是大三暑假的时候的事情，然后再仔细一算，原来是仅仅五年前的事情呀。
短短的五年怎么就发生了怎么多事情啊？把我这五年塞的满满当当的。
不知道为什么如果把人生求学、步入社会的各个阶段分开来看，我每跨过一个阶段，再次回头望的时候都感觉这好像是别人的故事啊。
幸好我自己一年年的记录了下来，幸好这真的是我自己的故事。
好了，说回文章。
你就是写了个假异步
这是 rpc 的四种调用方式：
文本主要分享这个 future 的调用方式，不讲 Dubbo 框架，这里只是一个引子。
谈到 future 的时候大家都会想到异步编程。但是你仔细看框起来这里：
客户端线程调用 future.get() 方法的时候还是会阻塞当前线程的。
我倒是觉得这充其量只能算一个阉割版的异步编程。
本文将带你从阉割版的 future 聊到升级版的 Google Guava 的 future，最后谈谈加强版的 future 。
先聊聊线程池的提交方式
谈到 Future 的时候，我们基本上就会想到线程池，想到它的几种提交方式。
先是最简单的，execute 方式提交，不关心返回值的，直接往线程池里面扔任务就完事：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10));
//execute(Runnable command)方法。没有返回值
executor.execute(() -> {
System.out.println("关注why技术");
});
Thread.currentThread().join();
}
}可以看一下 execute 方法，接受一个 Runnable 方法，返回类型是 void：
然后是 submit 方法。你知道线程池有几种 submit 方法吗？
虽然你经常用，但是可能你从来没有关心过人家。呸，渣男：
有三种 submit。这三种按照提交任务的类型来算分为两个类型。
-
提交执行 Runnable 类型的任务。
-
提交执行 Callable 类型的任务。
但是返回值都是 Future，这才是我们关心的东西。
也许你知道线程池有三种 submit 方法，但是也许你根本不知道里面的任务分为两种类型，你就只知道往线程池里面扔，也不管扔的是什么类型的任务。
我们先看一下 Callable 类型的任务是怎么执行的：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10));
Future<String> future = executor.submit(() -> {
System.out.println("关注why技术");
return "这次一定！";
});
System.out.println("future的内容:" + future.get());
Thread.currentThread().join();
}
}这里利用 lambda 表达式，直接在任务体里面带上一个返回值，这时你看调用的方法就变成了这个：
运行结果也能拿到任务体里面的返回了。输出结果如下：
好，接下来再说说 submit 的任务为 Runable 类型的情况。
这个时候有两个重载的形式：
标号为 ① 的方法扔进去一个 Runable 的任务，返回一个 Future，而这个返回的 Future ，相当于是返回了一个寂寞。下面我会说到原因。
标号为 ② 的方法扔进去一个 Runable 的任务的同时，再扔进去一个泛型 T ，而巧好返回的 Future 里面的泛型也是 T，那么我们大胆的猜测一下这就是同一个对象。如果是同一个对象，说明我们可以一个对象传到任务体里面去一顿操作，然后通过 Future 再次拿到这个对象的。一会就去验证。
来，先验证标号为 ① 的方法，我为啥说它返回了一个寂寞。
首先，还是先把测试案例放在这里：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10));
Future<?> future = executor.submit(() -> {
System.out.println("关注why技术");
});
System.out.println("future的内容:" + future.get());
Thread.currentThread().join();
}
}
可以看到，确实是调用的标号为 ① 的方法：
同时，我们也可以看到 future.get() 方法的返回值为 null。
你说，这不是返回了一个寂寞是干啥？
当你想用标号为 ① 的方法时，我劝你直接用 execute 方式提交任务。还不需要构建一个寂寞的返回值，徒增无用对象。
接下来，我们看看标号为 ② 的方法是怎么用的：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(10));
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
Future<AtomicInteger> future = executor.submit(() -> {
System.out.println("关注why技术");
//在这里进行计算逻辑
atomicInteger.set(5201314);
}, atomicInteger);
System.out.println("future的内容:" + future.get());
Thread.currentThread().join();
}
}可以看到改造之后，确实是调用了标号为 ② 的方法：
future.get() 方法的输出值也是异步任务中我们经过计算后得出的 5201314。
你看，渣男就是这样，明明不懂你，还非得用甜言蜜语来轰炸你。呸。
好了。综上，线程池的提交方式一共有四种：一种 execute，无返回值。三种 submit，有返回值。
submit 中按照提交任务的类型又分为两种：一个是 Callable，一个是 Runable。
submit 中 Runable 的任务类型又有两个重载方法：一个返回了个寂寞，一个返回了个渣男。哦，不。一个返回了个寂寞，一个返回了个对象。
这个时候就有人要站出来说：你说的不对，你就是瞎说，明明就只有 execute 这一种提交方式。
是的，“只有 execute 这一种提交方式”这一种说法也是没错的。
请看源码：
三种 submit 方法里面调用的都是 execute 方法。
能把前面这些方法娓娓道来，从表面谈到内在的这种人，才是好人。
只有爱你，才会把你研究透。
当然，还有这几种提交方式，用的不多，就不展开说了：
写到这里我不禁想起了我的第三篇文章，真是奇怪的时间线开始收缩了的感觉，，这篇文章里面聊到了不同提交方式，对于异常的不同处理方式。
我就问你：一个线程池中的线程异常了，那么线程池会怎么处理这个线程?
你要是不知道，可以去看看这篇文章，毕竟，有可能在面试的时候遇到的：
好，上面这些东西捋清楚了之后。我们再聚焦到返回值 Future 上：
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：
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。
呸，渣男。没耐心，这点时间都舍不得等。
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。
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。
写到这里的时候我不禁想起一个形象的例子，我给你举一个。
假设你想约你的女神一起去吃饭。女神嘛，肯定是要先画个美美的妆才会出去逛街的。而女神化妆就可以类比为我们提交的一个异步任务。
然后你就收拾行头准备出发，这就是你提交异步任务后还可以做一些自己的事情。
女神说：你先等着吧，我的妆还没画好呢。
于是你开始等待，无尽的等待。这就是不带超时时间的 future.get() 方法。
也有可能你硬气一点，对女神说：我最多再等 24 小时哈，超过 24 小时不下楼，我就走了。
这就是带超时时间的 future.get(timeout，unit) 方法：
结果 24 小时之后，女神还没下来，你就走了。
而真正的异步是你不用等我，我好了我就叫你。
这让我想起了好莱坞原则：Don't Call Us，We'll Call you！
接下来，让我们见识一下真正的异步。
什么叫真正的：“你先玩自己的，我一会好了叫你。”
Guava 的 Future
女神说的：“好了叫你”。
就是一种回调机制。说到回调，那么我们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：
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，先看代码：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());
ListenableFuture<String> listenableFuture = executor.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-女神：我开始化妆了，好了我叫你。");
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
return "化妆完毕了。";
});
listenableFuture.addListener(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-future的内容:" + listenableFuture.get());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}, executor);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。");
Thread.currentThread().join();
}
}首先创建线程池的方式变了，需要用 Guava 里面的 MoreExecutors 方法装饰一下：
ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());然后用装饰后的 executor 调用 submit 方法（任意一种），就会返回 ListenableFuture ，拿到这个 ListenableFuture 之后，我们就可以在上面注册监听：
所以，上面的程序我们调用的是入参为 callable 类型的接口：
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。
和之前的“假异步”还是有很大区别的。
除了上面的 addListener 方法外，其实我更喜欢用 FutureCallback 的方式。
可以看一下代码，非常的直观：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ListeningExecutorService executor = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());
ListenableFuture<String> listenableFuture = executor.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-女神：我开始化妆了，好了我叫你。");
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
return "化妆完毕了。";
});
Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback<String>() {
@Override
public void onSuccess(@Nullable String result) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-future的内容:" + result);
}
@Override
public void onFailure(Throwable t) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-女神放你鸽子了。");
t.printStackTrace();
}
});
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。");
Thread.currentThread().join();
}
}有 onSuccess 方法和 onFailure 方法。
上面的程序输出结果为：
如果异步任务执行的时候抛出了异常，比如女神被她的男神约走了，异步任务改成这样：
ListenableFuture<String> listenableFuture = executor.submit(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神：我开始化妆了，好了我叫你。");
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
throw new Exception("男神约我看电影，就不和你吃饭了。");
});最终的运行结果就是这样：
是的，女神去看电影了。她一定只是不想吃饭而已。
加强版的Future - CompletableFuture
第一小节讲的 Future 是 JDK 1.5 时代的产物：
经过了这么多年的发展，Doug Lea 在 JDK 1.8 里面引入了新的 CompletableFuture ：
到了 JDK 1.8 时代，这才是真正的异步编程。
CompletableFuture 实现了两个接口，一个是我们熟悉的 Future ，一个是 CompletionStage。
CompletionStage接口，你看这个接口的名称中有一个 Stage ：
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。
CompletableFuture 里面的方法非常的多。
由于篇幅原因，我就只演示一个方法：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神：我开始化妆了，好了我叫你。");
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "化妆完毕了。";
});
completableFuture.whenComplete((returnStr, exception) -> {
if (exception == null) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + returnStr);
} else {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "女神放你鸽子了。");
exception.printStackTrace();
}
});
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。");
Thread.currentThread().join();
}
}该方法的执行结果如下：
我们执行的时候并没有指定用什么线程池，但是从结果可以看到也是异步的执行。
从输出日志中是可以看出端倪的，ForkJoinPool.commonPool() 是其默认使用的线程池。
当然，我们也可以自己指定。
这个方法在很多开源框架里面使用的还是非常的多的。
接下来主要看看 CompletableFuture 对于异常的处理。我觉得非常的优雅。
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：
public class JDKThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神：我开始化妆了，好了我叫你。");
throw new RuntimeException("男神约我看电影了，我们下次再约吧，你是个好人。");
}).handleAsync((result, exception) -> {
if (exception != null) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-女神放你鸽子了！");
return exception.getCause();
} else {
return result;
}
}).thenApplyAsync((returnStr) -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + returnStr);
return returnStr;
});
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-等女神化妆的时候可以干点自己的事情。");
Thread.currentThread().join();
}
}所以，上面程序的输出结果如下：
如果，你顺利把女神约出来了，是这样的：
好了，女神都约出来了，文章就到这里了。去干正事吧。
最后说一句（求关注）
按照我的经验，女神约出来了你需要准备好回答一个问题：
你看我今天有什么不同？
首先这题就是一道送命题，回答到她预期的答案的概率非常的低。有可能她今天不一样的地方就是换了一个指甲油、换了一个美瞳、换了一个耳环之类的。
很明显，这些非常细节的地方我们很难发现。但是别怂。
先含情脉脉的认真的盯着她，花一分钟找答案，一分钟后没有找到答案，就说：
你每天都不一样，每天都比昨天更加美丽。
好了，都看到这里了安排个“一键三连”（转发、在看、点赞）吧，周更很累的，不要白嫖我，需要一点正反馈。
你根本想象不到，这周我是在怎样的挤时间，才把这篇文章给怼出来。感谢红牛和咖啡的加持。
才疏学浅，难免会有纰漏，如果你发现了错误的地方，由于本号没有留言功能，还请你在后台留言指出来，我对其加以修改。
感谢您的阅读，我坚持原创，十分欢迎并感谢您的关注。
我是 why，一个被代码耽误的文学创作者，不是大佬，但是喜欢分享，是一个又暖又有料的四川好男人。
还有，重要的事情说三遍：
欢迎关注我呀。
欢迎关注我呀。
欢迎关注我呀。
往期推荐
转发、点赞、在看、一键三连。
别白嫖我，好吗？