【Java分享客棧】一文搞定CompletableFuture並行處理，成倍縮短查詢時間。

福隆苑居士發表於2022-04-27
Java並行

前言

  工作中你可能會遇到很多這樣的場景，一個介面，要從其他幾個service呼叫查詢方法，分別獲取到需要的值之後再封裝資料返回。

  還可能在微服務中遇到類似的情況，某個服務的介面，要使用好幾次feign去呼叫其他服務的方法獲取資料，最後拿到想要的值並封裝返回給前端。

  這樣的場景下，當某個或多個rpc呼叫的方法比較耗時，整個介面的響應就會非常慢。Java8之後，有一個工具非常適合處理這種場景，就是CompletableFuture。


場景

  本章主要講解CompletableFuture的並行處理用法，來針對這種很常見的場景，幫助大家快速掌握並應用到實際工作當中。CompletableFuture內部的用法還有許多，但個人用到的場景大多都是並行處理，對其他場景感興趣的小夥伴可以另行百度搜尋。

場景說明：

寫一個介面，呼叫另外兩個HTTP介面，分別獲取二十四節氣和星座，最後放在一起返回。


用法

1、線上API

我們訪問極速資料網站https://www.jisuapi.com ，註冊一個賬號，就可以免費使用裡面的一些線上API，平均每天有100次免費機會，對於我這樣經常本地做一些測試的人來說完全夠用了。

這裡，我使用了其中的查詢二十四節氣API，和查詢星座API，後面會提供案例程式碼，也可以直接使用我的。

111.jpg


2、編寫線上API查詢

這裡，我們在查詢時，模擬耗時的情況。

1）、查詢二十四節氣
package com.example.async.service;

import cn.hutool.http.HttpUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * <p>
 * 查詢二十四節氣的服務
 * </p>
 *
 * @author 福隆苑居士，公眾號：【Java分享客棧】
 * @since 2022-04-26 15:25
 */
@Service
@Slf4j
public class TwentyFourService {

   public static final String APPKEY = "xxxxxx";// 你的appkey
   public static final String URL = "https://api.jisuapi.com/jieqi/query";

   public String getResult() {
       String url = URL + "?appkey=" + APPKEY;
       String result = HttpUtil.get(url);

       // 模擬耗時
       try {
          TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
       } catch (Exception e) {
          log.error("[二十四節氣]>>>> 異常: {}", e.getMessage(), e);
       }

       return result;
   }
   
}
2）、查詢星座
package com.example.async.service;

import cn.hutool.http.HttpUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * <p>
 * 查詢星座的服務
 * </p>
 *
 * @author 福隆苑居士，公眾號：【Java分享客棧】
 * @since 2022-04-26 15:25
 */
@Service
@Slf4j
public class ConstellationService {
   public static final String APPKEY = "xxxxxx";// 你的appkey
   public static final String URL = "https://api.jisuapi.com/astro/all";

   public String getResult() {

      String url = URL + "?appkey=" + APPKEY;
      String result = HttpUtil.get(url);

      // 模擬耗時
      try {
         TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
      } catch (Exception e) {
         log.error("[星座]>>>> 異常: {}", e.getMessage(), e);
      }

      return result;
   }
   
}

3、編寫查詢服務

package com.example.async.service;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * <p>
 * 查詢服務
 * </p>
 *
 * @author 福隆苑居士，公眾號：【Java分享客棧】
 * @since 2022-04-26 17:38
 */
@Service
@Slf4j
public class QueryService {
   private final TwentyFourService twentyFourService;
   private final ConstellationService constellationService;

   public QueryService(TwentyFourService twentyFourService, ConstellationService constellationService) {
      this.twentyFourService = twentyFourService;
      this.constellationService = constellationService;
   }

   /**
    * 同步返回結果
    * @return 結果
    */
   public Map<String, Object> query() {
      // 1、查詢二十四節氣
      String twentyFourResult = twentyFourService.getResult();

      // 2、查詢星座
      String constellationResult = constellationService.getResult();

      // 3、返回
      Map<String, Object> map = new HashMap<>();
      map.put("twentyFourResult", twentyFourResult);
      map.put("constellationResult", constellationResult);
      return map;
   }
}

4、編寫測試介面

這裡，我們專門加上了耗時計算。

package com.example.async.controller;

import cn.hutool.core.date.TimeInterval;
import com.example.async.service.QueryService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
 * <p>
 * 測試
 * </p>
 *
 * @author 福隆苑居士，公眾號：【Java分享客棧】
 * @since 2022-04-26 17:35
 */
@RestController
@RequestMapping("/api")
@Slf4j
public class TestController {

   private final QueryService queryService;

   public TestController(QueryService queryService) {
      this.queryService = queryService;
   }

   /**
    * 同步查詢
    * @return 結果
    */
   @GetMapping("/query")
   public ResponseEntity<Map<String, Object>> query() {
      // 計時
      final TimeInterval timer = new TimeInterval();
      timer.start();
      Map<String, Object> map = queryService.query();
      map.put("costTime", timer.intervalMs() + " ms");
      return ResponseEntity.ok().body(map);
   }
}

5、效果

可以看到，兩個介面一共耗費了10秒左右才返回。

222.jpg


6、CompletableFuture並行查詢

現在我們來使用CompletableFuture改造下介面，並行查詢兩個HTTP介面再返回。

package com.example.async.service;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

/**
 * <p>
 * 查詢服務
 * </p>
 *
 * @author 福隆苑居士，公眾號：【Java分享客棧】
 * @since 2022-04-26 17:38
 */
@Service
@Slf4j
public class QueryService {
   private final TwentyFourService twentyFourService;
   private final ConstellationService constellationService;

   public QueryService(TwentyFourService twentyFourService, ConstellationService constellationService) {
      this.twentyFourService = twentyFourService;
      this.constellationService = constellationService;
   }

   /**
    * 非同步返回結果
    * @return 結果
    */
   public Map<String, Object> queryAsync() {

      Map<String, Object> map = new HashMap<>();

      // 1、查詢二十四節氣
      CompletableFuture<String> twentyFourQuery = CompletableFuture.supplyAsync(twentyFourService::getResult);
      twentyFourQuery.thenAccept((result) -> {
         log.info("查詢二十四節氣結果：{}", result);
         map.put("twentyFourResult", result);
      }).exceptionally((e) -> {
         log.error("查詢二十四節氣異常: {}", e.getMessage(), e);
         map.put("twentyFourResult", "");
         return null;
      });

      // 2、查詢星座
      CompletableFuture<String> constellationQuery = CompletableFuture.supplyAsync(constellationService::getResult);
      constellationQuery.thenAccept((result) -> {
         log.info("查詢星座結果：{}", result);
         map.put("constellationResult", result);
      }).exceptionally((e) -> {
         log.error("查詢星座異常: {}", e.getMessage(), e);
         map.put("constellationResult", "");
         return null;
      });

      // 3、allOf-兩個查詢必須都完成
      CompletableFuture<Void> allQuery = CompletableFuture.allOf(twentyFourQuery, constellationQuery);
      CompletableFuture<Map<String, Object>> future = allQuery.thenApply((result) -> {
         log.info("------------------ 全部查詢都完成 ------------------ ");
         return map;
      }).exceptionally((e) -> {
         log.error(e.getMessage(), e);
         return null;
      });

      // 獲取非同步方法返回值
      // get()-內部丟擲了異常需手動處理; join()-內部處理了異常無需手動處理，點進去一看便知。
      future.join();

      return map;
   }
}

7、編寫測試介面

package com.example.async.controller;

import cn.hutool.core.date.TimeInterval;
import com.example.async.service.QueryService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
 * <p>
 * 測試
 * </p>
 *
 * @author 福隆苑居士，公眾號：【Java分享客棧】
 * @since 2022-04-26 17:35
 */
@RestController
@RequestMapping("/api")
@Slf4j
public class TestController {

   private final QueryService queryService;

   public TestController(QueryService queryService) {
      this.queryService = queryService;
   }

   /**
    * 非同步查詢
    * @return 結果
    */
   @GetMapping("/queryAsync")
   public ResponseEntity<Map<String, Object>> queryAsync() {
      // 計時
      final TimeInterval timer = new TimeInterval();
      timer.start();
      Map<String, Object> map = queryService.queryAsync();
      map.put("costTime", timer.intervalMs() + " ms");
      return ResponseEntity.ok().body(map);
   }
}

8、CompletableFuture效果

可以看到，時間縮短了一倍。

333.jpg


9、思考

如果在微服務中，有一個很複雜的業務需要遠端呼叫5個第三方laji廠家的介面，每個介面假設都耗時5秒，使用CompletableFuture並行處理最終需要多久？
答案是肯定的，同步查詢需要25秒左右，CompletableFuture並行處理還是5秒左右，也就是說，同一個介面中，呼叫的耗時介面越多，CompletableFuture優化的幅度就越大。


示例程式碼

可以下載我的完整示例程式碼本地按需測試，裡面有我的極速資料API的key，省得自己註冊賬號了，每天免費就100次，先到先得哦。

連結：https://pan.baidu.com/doc/share/P_Jn_x22fos0ED3YEnqI8A-232386145447394
提取碼：piil


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