Asynchronous Programming in Java

Java 中的异步编程允许任务独立执行，而不会阻碍主线程，从而提高性能和响应能力。它通常用于管理并发操作、后台任务和 I/O 处理。

Java 中的异步技术

• 回调和回调地狱：回调充当提醒，在任务完成后进行通知。但是，过多的回调会导致回调地狱，使代码复杂且难以管理。
• Java 的 CompletableFuture：CompletableFuture 于 Java 8 推出，通过促进任务链式调用、防止回调地狱和提高代码可读性，增强了异步编程。
• ExecutorService 用于异步任务：ExecutorService 管理一组工作线程，允许各种任务并发执行，就像一群厨师同时准备不同的菜肴一样。
• Java 8 和异步编程：Java 8 通过 CompletableFuture 改进了 异步功能，提供了对任务执行、链接和有效合并多个任务的改进管理。

异步编程的方法

Java 提供了两种常用的异步任务处理方法

1. 使用 CompletableFuture 的回调：使用 CompletableFuture 异步执行任务，同时通过链式调用和组合操作避免回调地狱。
2. 使用 Future 和 ExecutorService 的异步编程：使用 Future 和 ExecutorService 在线程池中管理任务，并在任务完成后检索结果。

使用 CompletableFuture 的回调

在 Java 中，回调用于在异步任务完成后处理其结果。传统方法有时会导致回调地狱，其中嵌套的回调使代码难以管理。

算法

步骤 1：使用 CompletableFuture.supplyAsync() 启动异步任务，在另一个线程中执行一段代码。

步骤 2：在异步任务中，通过 Thread.sleep() 使线程暂停 200 毫秒来模拟延迟。

步骤 3：延迟后，返回一个字符串消息（“Greetings from CompletableFuture!”）。

步骤 4：使用 thenAccept() 方法在异步任务完成后处理并打印结果。

步骤 5：为了让异步任务在程序结束前完成，请使用 Thread.sleep() 将主线程暂停 300 毫秒。

实施

输出

 
Greetings from CompletableFuture!   

使用 Future 和 ExecutorService 的异步编程

在 Java 中，异步编程允许任务同时执行而不会阻碍主 线程。通过使用 ExecutorService，您可以处理并在不同的线程中执行任务。提交任务后，它会返回一个 Future 对象，使您能够在任务完成后获取任务结果。

算法

步骤 1：使用 Executors.newSingleThreadExecutor() 设置 ExecutorService 以处理线程执行。

步骤 2：使用 executorService.submit() 方法提交一个异步任务，并返回一个包含任务结果的 Future 对象。

步骤 3：在任务内部，通过调用 Thread.sleep(200) 来模拟延迟。

步骤 4：使用 taskResult.get() 获取任务的结果。此调用将阻塞直到任务完成。

步骤 5：任务完成后并打印结果后，调用 executorService.shutdown() 方法来清理并停止执行器。

实施

输出

 
Task Result: Greetings from Future!   

实际应用和用例

Web 开发和异步任务：在 Java Web 开发中，异步编程允许服务器同时处理多个请求。这就像一家餐厅一次性服务许多顾客，而不会让他们中的任何一个等太久。

异步 I/O 操作：在执行 I/O 任务（如读取或写入数据）时，异步编程允许系统在等待 I/O 进程完成时处理其他活动。这就像在等待洗衣机完成的同时读书，而不是无所事事地等待。