背景
异步编程现在受到了越来越多的异步关注，尤其是实现式在 IO 密集型的业务场景中，相比传统的种方同步开发模式，异步编程的异步优势越来越明显，本文介绍Java常见的实现式实现方式；
Future
描述
java.util.concurrent.Future是JDK5引入的，用来获取一个异步计算的种方结果。可以使用isDone方法检查计算是异步否完成，也可以使用get阻塞住调用线程，实现式直到计算完成返回结果，种方使用cancel方法停止任务的异步执行。
FutureTask.java是实现式对Futre和Runnable最简单的实现，实现了run函数，种方所以可以直接执行，异步任务执行结束通过set()保存结果，实现式setException()保存异常信息。种方通常配合executorService.submit()一起使用，ExecutorService中将任务包装成FutureTask执行execute()；
样例
@Test public void futureCallBackTest() throws InterruptedException, ExecutionException { System.out.println(printThread("小明点餐")); Future future = executorService.submit(() -> { System.out.println(printThread("厨师开始炒菜")); Thread.sleep(2000); System.out.println(printThread( "厨师炒好菜")); return "饭菜好了"; }); String result = future.get(); executorService.shutdown(); System.out.println(printThread(result + ",小明开始吃饭")); } 运行结果
优缺点
能获得异步线程执行结果
无法方便得知任务何时完成
在主线程获得任务结果会导致主线程阻塞
复杂一点的情况下，比如多个异步任务的场景，一个异步任务依赖上一个异步任务的执行结果，异步任务合并等，Future无法满足需求
ListenableFuture
描述
Google并发包下的listenableFuture对Java原生的future做了扩展，顾名思义就是使用监听器模式实现的回调，所以叫可监听的future，通过addListener(Runnable listener, Executor executor)方法添加回调任务。
要使用listenableFuture还要结合MoreExecutor线程池，MoreExecutor是对Java原生线程池的封装，比如常用的MoreExecutors.listeningDecorator(threadPool); 修改Java原生线程池的submit方法，封装了future返回listenableFuture。
样例
@Test public void listenableFutureTest() throws InterruptedException, ExecutionException { System.out.println(printThread("小明点餐")); ListeningExecutorService listeningExecutorService = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newSingleThreadExecutor()); ListenableFuture listenableFuture = listeningExecutorService.submit(() -> { System.out.println(printThread("厨师开始炒菜")); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread( "厨师炒好菜")); return "饭菜好了"; }); Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback() { @Override public void onSuccess(@Nullable String s) { System.out.println(printThread(s + ",小明开始吃饭")); } @Override public void onFailure(Throwable throwable) { System.out.println(printThread( throwable.getMessage())); } }, executorService); System.out.println(printThread( "小明开始玩游戏")); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread("小明结束玩游戏")); listenableFuture.get(); listeningExecutorService.shutdown(); executorService.shutdown(); } 运行结果
这里的运行结果：小明玩游戏和小明吃饭放在了2个线程，没有阻塞等待。
优缺点
充分利用线程的时间片
回调机制的最大问题是：Callback Hell（回调地狱）
CallbackHell
描述
大量使用 Callback 机制，使应该是先后的业务逻辑在代码形式上表现为层层嵌套,这会导致代码难以理解和维护
样例
@Test public void listenableFutureCallbackHellTest() throws InterruptedException, ExecutionException { System.out.println(printThread("小明点餐")); ListeningExecutorService listeningExecutorService = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newSingleThreadExecutor()); ListenableFuture listenableFuture = listeningExecutorService.submit(() -> { System.out.println(printThread("厨师开始做菜")); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "菜已装盘"; }); Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback() { @Override public void onSuccess(@Nullable String s) { System.out.println(printThread(s + ",小明开始吃饭")); System.out.println(printThread( "小明点了个饮料")); ListenableFuture listenableFuture1 = listeningExecutorService.submit(() -> { System.out.println(printThread("服务员拿饮料")); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "饮料好了"; }); Futures.addCallback(listenableFuture1, new FutureCallback() { @Override public void onSuccess(@Nullable String s) { System.out.println(printThread(s + ",小明开始喝饮料")); } @Override public void onFailure(Throwable throwable) { } }, executorService); } @Override public void onFailure(Throwable throwable) { System.out.println(printThread( throwable.getMessage())); } }, executorService); System.out.println(printThread( "小明开始玩游戏")); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread("小明结束玩游戏")); listenableFuture.get(); listeningExecutorService.shutdown(); executorService.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS); executorService.shutdown(); } 
CompleteableFuture
描述
Java8新增的CompletableFuture类借鉴了Google Guava的ListenableFuture，它包含50多个方法，默认使用forkJoinPool线程池，提供了非常强大的Future扩展功能，可以帮助我们简化异步编程的复杂性，结合函数式编程，通过回调的方式处理计算结果，并且提供了转换和组合CompletableFuture的多种方法，可以满足大部分异步回调场景。
CompletableFuture可以用来以声明式语义构建创建异步任务的编排模式，它可以用于通过声明表示：
将要执行一个异步任务；
将要执行一个异步任务，它必须在一个前驱异步任务完成之后执行，其以前驱任务的输出作为自身的输入；
将要执行一个异步任务，它必须在若干前驱异步任务中的（任意或全部）完成之后执行，其以全部（或任一）前驱任务的输出作为自身的输入；
样例
@Test public void completeableFutureTest() { System.out.println(printThread("小明点餐")); CompletableFuture completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println(printThread("厨师开始做菜")); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread("厨师菜做好了")); return "菜已装盘"; }); CompletableFuture completableFuture1 = CompletableFuture.runAsync(() -> { System.out.println(printThread( "小明开始玩游戏")); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread("小明结束玩游戏")); }); CompletableFuture completableFuture2 = completableFuture .thenAcceptBoth(completableFuture1,(a, b) -> System.out.println(printThread( a + ", 小明开始吃饭,并点了饮料"))) .thenApplyAsync((b) -> { System.out.println(printThread("服务员拿饮料")); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return "饮料好了"; },executorService) .thenAcceptAsync((s) -> System.out.println(printThread(s + ",小明开始喝饮料"))); completableFuture2.join(); } 
方法介绍
创建对象
以Async结尾并且没有指定Executor的方法会使用ForkJoinPool.commonPool()作为它的线程池执行异步代码。
runAsync方法也好理解，它以Runnable函数式接口类型为参数，所以CompletableFuture的计算结果为空。
supplyAsync方法以Supplier函数式接口类型为参数,CompletableFuture的计算结果类型为U。
计算结果完成时的处理
当CompletableFuture的计算结果完成，或者抛出异常的时候，我们可以执行特定的Action；
不以Async结尾的方法由原来的线程计算，以Async结尾的方法由默认的线程池ForkJoinPool.commonPool()或者指定的线程池executor运行；
exceptionally方法返回一个新的CompletableFuture，当原始的CompletableFuture抛出异常的时候，就会触发这个CompletableFuture的计算，调用function计算值；
转换、消费
一个传Function将CompletableFuture中的值转换成另一个值，一个传Consumer将CompletableFuture值消费；
组合
thenCombine用来复合另外一个CompletionStage的结果，两个CompletionStage是并行执行的，它们之间并没有先后依赖顺序；
thenAcceptBoth和runAfterBoth是当两个CompletableFuture都计算完成，acceptEither和applyToEither方法是当任意一个CompletionStage完成的时候执行后续任务；
辅助方法 allOf 和 anyOf
allOf方法是当所有的CompletableFuture都执行完后执行计算；
anyOf方法是当任意一个CompletableFuture执行完后就会执行计算；
Reactor
描述
Reactor 框架是 Pivotal 公司（ Spring 家族公司）开发的，实现了 Reactive Programming 思想，符合 Reactive Streams 规范的一项技术；
Reactive
反应式宣言-反应式宣言
Reactive Streams
介绍
官网-https://www.reactive-streams.org/?spm=a2c6h.12873639.0.0.edf277a6wQI9QB
简介：
Reactive Streams是一个对于 异步流处理且伴随非阻塞背压机制 而提供的倡议规范；
目标：
控制异步边界的流数据交换（例如从一个线程池向另一个线程池传递数据），同时要确保接收端不被强迫 缓冲任意数量的数据，也就是利用背压(backpressure)模型调节线程间的队列；
反应式编程的范式（接口规范），主要接口
Publisher
Subscriber
Subcription
其中，Subcriber 中便包含了上面表格提到的 onNext、onError、onCompleted 这三个方法。
一个简单样例
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Flux.just(1, 2, 3, 4, 5) .subscribeOn(Schedulers.parallel()) .subscribe(new CoreSubscriber() { @Override public void onSubscribe(Subscription s) { System.out.println(printThread("onSubscribe, " + s.getClass().toString())); s.request(5); } @Override public void onNext(Integer integer) { System.out.println(printThread("next: " + integer)); } @Override public void onError(Throwable t) { } @Override public void onComplete() { System.out.println(printThread("complete")); } }); Thread.sleep(1000);}private static String printThread(String note) { SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("hh:mm:ss"); long time = System.currentTimeMillis(); Date date = new Date(time); return Thread.currentThread().getName() + " " + simpleDateFormat.format(date) + " " + time + " " + note;} 
Reactor
实现reactive streams的类库-Reactor 3 Reference Guide
相似的类库有RxJava2, JDK9 Flow等
Mono 实现了 org.reactivestreams.Publisher 接口，代表0到1个元素的发布者。
Flux 同样实现了 org.reactivestreams.Publisher 接口，代表0到N个元素的发表者。
Scheduler 表示背后驱动反应式流的调度器，通常由各种线程池实现。
@Test public void ReactorTest() throws InterruptedException { System.out.println(printThread("小明点餐")); Mono mono = Mono.fromSupplier(() -> { System.out.println(printThread("厨师开始做菜")); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread("厨师菜做好了")); return "菜已装盘"; }).publishOn(Schedulers.parallel()) .zipWith(Mono.fromSupplier(() -> { System.out.println(printThread( "小明开始玩游戏")); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(printThread("小明结束玩游戏")); return " "; })).doOnSuccess((tuple2) -> System.out.println(printThread( tuple2.getT1() + ", 小明开始吃饭"))); mono.subscribe(); Thread.sleep(10000); }
reactor操作函数
Reactor 3 Reference Guide
