使用CompletableFuture<T>实现异步接口

【同步API】
同步API是我们传统方法，调用方法在被调用方法运行的过程中会一直等待，直到被调用方法返回。此时的调用过程，是阻塞式的调用。

【异步API】
与同步API相反，异步API会直接返回，或者至少在被调用方计算完成之前，将它剩余的计算任务交给另外一个线程去做，该线程和调用方是异步的，是非阻塞式调用。

来看一下【同步API】与【异步API】的区别

public class Shop {

    public double getPrice(String product) {
        return calculatePrice(product);
    }

    public Future<Double> getPriceAsync(String product) {
        CompletableFuture<Double> futurePrice = new CompletableFuture<>();
        new Thread(() -> {
            double price = calculatePrice(product);
            futurePrice.complete(price);
        }).start();
        return futurePrice;
    }

    private double calculatePrice(String product) {
        delay();
        return new Random().nextDouble() * product.charAt(0) * product.charAt(1);
    }

    public static void delay() {
        try {
            Thread.sleep(1000L);
        } catch (InterruptedException interruptedException) {
            throw new RuntimeException(interruptedException);
        }
    }

}

在上面的代码中，getPrice()是一个同步方法，其内部调用的calculatePrice()用于模拟价格计算，计算过程中，暂停线程1s用于模拟阻塞。

然后我们调用getPrice()，查看程序执行时间。

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {

        Shop shop = new Shop();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        double doubleFuture = shop.getPrice("apple");
        doSomeThingElse();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("总耗时：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    private static void doSomeThingElse(){
        try {
            Thread.sleep(2000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

此时查看控制台，我们可以看到共执行了3011ms，也就是说，此时整个程序是串行的。

此时我们再来看看另一个方法getPriceAsync(),此方法不再返回double类型，而是一个Future<Double>，Future<T>接口标识一个异步计算的结果，泛型代表返回值。Future的计算结果，通过get()方法获取。

在getPriceAsync()方法中，我们创建了一个代表异步计算的CompletableFuture<T>，它在计算完成后，会包含计算的结果。接着创建一个线程去执行实际的操作，不必等到线程结束，直接返回一个Future<Double>实例。当线程计算结束后，调用CompletableFuture<T>的complete()方法，结束CompletableFuture<T>的运行。

然后我们调用getPriceAsync()方法，查看程序执行时间。

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException, TimeoutException {

        Shop shop = new Shop();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Future<Double> doubleFuture = shop.getPriceAsync("apple");
        doSomeThingElse();
        doubleFuture.get(2, TimeUnit.SECONDS);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("总耗时：" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    private static void doSomeThingElse(){
        try {
            Thread.sleep(2000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

此时查看控制台，可以看到总体耗时2108ms，也就是说我们主程序跟getPriceAsync()方法此时是并行的了。

【改进的异步方法】

在前面的getPriceAsync()方法中，我们创建了一个线程创建CompletableFuture<T>对象，实际上，还有一种更简便的方式，即使用工厂方法CompletableFuture.supplyAsync创建CompletableFuture<T>对象。

改进后的代码如下所示

    public Future<Double> getPriceAsync(String product) {
//        CompletableFuture<Double> futurePrice = new CompletableFuture<>();
//        new Thread(() -> {
//            double price = calculatePrice(product);
//            futurePrice.complete(price);
//        }).start();
//        return futurePrice;
        return CompletableFuture.supplyAsync(()-> calculatePrice(product));
    }