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讀Java實戰(第二版)筆記16_組合式異步編程

2023-02-21 07:35:41 後端開發

1. 同步API

1.1. 阻塞式呼叫

1.2. 呼叫了某個方法,呼叫方在被呼叫方執行的程序中會等待,被呼叫方執行結束回傳,呼叫方取得被呼叫方的回傳值并繼續運行

2. 異步API

2.1. 非阻塞式呼叫

2.2. 會直接回傳,或者至少在被呼叫方計算完成之前,將它剩余的計算任務交由另一個執行緒去做

2.2.1. 該執行緒和呼叫方是異步的

2.3. 回傳的方式

2.3.1. 通過回呼函式

2.3.2. 由呼叫方再次執行一個“等待,直到計算完成”的方法呼叫

2.4. 執行比較耗時的操作時,尤其是那些依賴一個或多個遠程服務的操作,使用異步任務可以改善程式的性能,加快程式的回應速度

3. Future介面

3.1. 對將來某個時刻會發生的結果進行建模

3.1.1. 對異步計算進行建模,回傳一個指向執行結果的參考

3.1.2. 運算結束后,呼叫方可以通過該參考訪問執行的結果

3.2. 要使用Future,通常你只需要將耗時的操作封裝在一個Callable物件中,再將它提交給ExecutorService

3.2.1. 比更底層的Thread更好用

3.3. 多載版本的get方法

3.3.1. 接受一個超時的引數,定義執行緒等待Future結果的最長時間

3.3.2. 盡量在代碼中添加超時判斷的邏輯

3.3.3. 能防止程式永久地等待下去,超時發生時,程式會得到通知發生了TimeoutException

3.4. 局限性

3.4.1. 將兩個異步計算合并為一個

3.4.1.1. 兩個異步計算之間相互獨立

3.4.1.2. 第二個又依賴于第一個的結果

3.4.2. 等待Future集合中的所有任務都完成

3.4.3. 僅等待Future集合中最快結束的任務完成(有可能因為它們試圖通過不同的方式計算同一個值),并回傳它的結果

3.4.4. 應對Future的完成事件(即當Future的完成事件發生時會收到通知,并能使用Future計算的結果進行下一步的操作,不只是簡單地阻塞等待操作的結果)

4. CompletableFuture類

4.1. 實作了Future介面

4.2. 使用了Lambda運算式以及流水線的思想

4.3. 同步API的呼叫封裝到一個CompletableFuture中,你能夠以異步的方式使用其結果

4.4. 涉及等待I/O的操作(包括網路連接等待)

4.5. 依據等待/計算,或者W/C的比率設定需要使用的執行緒數

4.6. 處理流的流水線中如果發生I/O等待,流的延遲特性會讓我們很難判斷到底什么時候觸發了等待

4.7. 通過自定義CompletableFuture調度任務執行的執行器能夠更充分地利用CPU資源

4.7.1. 允許你對執行器(Executor)進行配置

4.7.1.1. 尤其是執行緒池的大小,讓它以更適合應用需求的方式進行配置,滿足程式的要求

4.7.2. 調整執行緒池的大小,能幫助你確保整體的計算不會因為執行緒都在等待I/O而發生阻塞

4.7.2.1. 并行流API無法提供的

4.7.3. 處理需大量使用異步操作的情況時,這幾乎是最有效的策略

4.8. supplyAsync方法

4.8.1. 接受一個生產者(Supplier)作為引數,回傳一個CompletableFuture物件,該物件完成異步執行后會讀取呼叫生產者方法的回傳值

4.8.2. 傳遞第二個引數指定不同的執行執行緒執行生產者方法

4.9. thenCompose

4.9.1. 允許你對兩個異步操作進行流水線,第一個操作完成時,將其結果作為引數傳遞給第二個操作

4.9.2. 不帶Async的方法和它的前一個任務一樣,在同一個執行緒中運行

4.9.3. 更高效一點,因為它少了很多執行緒切換的開銷

4.10. thenComposeAsync

4.10.1. 以Async結尾的方法會將后續任務提交到一個執行緒

4.11. thenCombine

4.11.1. 接受名為BiFunction的第二個引數,這個引數定義了當兩個CompletableFuture物件完成計算后,結果如何合并

4.12. thenCombineAsync

4.13. thenAccept

4.13.1. 接受CompletableFuture執行完畢后的回傳值做引數

4.13.2. 一旦CompletableFuture計算得到結果,它就回傳一個CompletableFuture?Void?

4.14. thenAcceptAsync

4.15. allOf

4.15.1. 接受一個由CompletableFuture構成的陣列,陣列中的所有CompletableFuture物件執行完成之后,它回傳一個CompletableFuture?Void?物件

4.16. anyOf

4.16.1. 接受一個CompletableFuture物件構成的陣列,回傳由第一個執行完畢的CompletableFuture物件的回傳值構成的CompletableFuture?Object?

4.17. orTimeout

4.17.1. Java 9

4.17.2. 在指定的超時到達時,會通過Scheduled-ThreadExecutor執行緒結束該CompletableFuture物件,并拋出一個TimeoutException例外,它的回傳值是一個新的CompletableFuture物件

4.18. completeOnTimeOut

4.18.1. Java 9

4.18.2. 如果服務偶然性地無法及時回應,臨時使用默認值繼續執行也是一種可接受的解決方案

4.18.3. 可以使用預定義的默認值繼續執行,不會發生失效

4.19. 對異步超時機制的支持

4.20. completeExceptionally方法

4.20.1. 將導致CompletableFuture內發生問題的例外拋出

4.20.2. 提供了例外管理的機制,讓你有機會拋出/管理異步任務執行中發生的例外

5. Stream介面

5.1. 計算密集型的操作,并且沒有I/O

5.2. 底層依賴的是執行緒數量固定的通用執行緒池

5.3. 實作簡單,同時效率也可能是最高的

5.3.1. 如果所有的執行緒都是計算密集型的,那就沒有必要創建比處理器核數更多的執行緒

6. 執行緒池大小與處理器的利用率之比

6.1. Nthreads=NCPU*UCPU*(1+W/C)

6.2. NCPU是處理器的核的數目

6.2.1. 通過Runtime.getRuntime().available Processors()得到

6.3. UCPU是期望的CPU利用率

6.3.1. 該值應該介于0和1之間

6.4. W/C是等待時間與計算時間的比率

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