Java 异步编程本应更简单才对

在过去的好多年里，多线程和异步一直作为 Java 技术里的高级部分，在技术序列中，一个语言分为入门部分、进阶部分和高级部分，所以，异步是作为其中的高级技术部分存在的。

关于异步和多线程这部分吧，常常存在于面试题、八股文当中，但是在大多数的项目代码中你根本看不着它。神奇吗，就是这么神奇。

纠其原因可能有两个：

1. 本身大多数项目就很简单，根本就用不着多线程和异步，毕竟平庸属于大多数；
2. Java 中关于多线程和异步的部分确实对于新手不太友好，涉及到的类且多且乱，而且不符合我们正常的思考方式；

我就见过很多同学，多次想入门多线程和异步，但是多次被劝退，或者在大门口反复横跳。

一旁的 Node.js 、Go 憋了一眼：哼，不就会异步吗，有那么难吗？

在 Java 中实现异步编程有什么方式呢？

异步回调函数

最开始写前端的时候最常用这种回调函数的方法，在 JavaScript 中，函数是一等公民，用法非常灵活。但是在 Java 中，回调方式并不常用。

在异步调用结束或者发生异常的时候主动的调用回调方法，以此来达到异步通知的目的。首先定义一个回调接口，如下：

public interface ICallBackService {

    /**
     * 回调方法
     * @param args 参数
     */
    void callback(String ...args) throws InterruptedException;
}

然后在你的异步方法中加一个回调参数，参数类型就是上面的?ICallBackService接口类型。

public class Work {

    /**
     * 业务逻辑
     * @param callBackService
     */
    public void doWork(ICallBackService callBackService) throws InterruptedException {
        System.out.println("开始回调");
        callBackService.callback("第一个参数","第二个参数");
        System.out.println("回调结束");
    }
}

之后在调用端调用doWork方法执行异步调用。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("准备发起异步调用");
        Thread thread = new Thread(() -> {
            Work work = new Work();
            try {
                work.doWork(new ICallBackService() {
                    @Override
                    public void callback(String... args) throws InterruptedException {
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.printf("正在执行回调动作:%s%n",args==null?"无参数":String.join(",", args));
                    }
                });
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        });
        thread.start();

        System.out.println("继续干其他事儿");
    }

执行后，打印的结果，主线程该干什么干什么，异步方法执行后，主动调用回调方法。

准备发起异步调用 继续干其他事儿 异步执行 正在执行回调动作:第一个参数,第二个参数 回调结束

回调这种机制有个最要命的问题，它会导致代码逻辑的割裂，本来是一个从开始到结束的完整执行过程，但是回调方法脱离了代码主流程，导致我们看代码的时候产生跳跃感。

CompletableFuture 异步

自从 Java 8 出现 Future 之后，异步编程就变得简单多了，回调函数完全可以不用了。再遇到需要异步的场景时，可以直接祭出?CompletableFuture，CompletableFuture 除了有最基础的异步调用功能外，还支持异步任务链、组合任务等等。

异步编程最繁杂的地方就是流程控制，对于?NodeJS?那种天生就是异步的语言来说，有丰富的第三方框架，而对于 Java 来说，到现在都比较少。

在不借助第三方框架的情况下，CompletableFuture 应该是最优解了。

下面这段代码展示了异步调用两个任务，然后将两个任务的返回结果合并到一起，用到了 CompletableFuture 的组合任务功能。

public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
 //异步发起第一个任务
 CompletableFuture<String> firstTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
     Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
     throw new RuntimeException(e);
    }
    return "第一个任务的结果";
   }
 );
 //异步发起第二个任务
 CompletableFuture<String> secondTask = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "第二个任务的结果");

 // 合并两个任务的结果
 CompletableFuture<String> combineTask = firstTask.thenCombineAsync(secondTask, (firstResult, secondResult) -> {
  return firstResult + "&&" + secondResult;
 });

 combineTask.thenAccept((result) -> {
  System.out.println("最终结果：" + result);
 });
 System.out.println("其他任务，该干嘛干嘛");

 combineTask.join();
}
}

Reactor 响应式编程

用过?Spring Boot?的同学一定看到过 webFlux 这个东西，其实它就是 Reactor 中的功能。Reactor 的核心包是 reactor-core ，专为异步编程而生，已经是 Spring Boot 的内置框架了。

Reactor 是一个完全非阻塞的JVM响应式编程框架。响应式编程是一种涉及数据流和变化传播的异步编程范式。这意味着可以通过编程语言轻松地表示静态（如数组）或动态（如事件发射器）数据流。

事件发射器可以理解为事件驱动，如果做过 GUI 或客户端开发的肯定对事件驱动非常熟悉，事件驱动其实就是顺着人的思考模式来的，进行什么操作就触发什么事件。

下面是用 Reactor 实现的一个简单异步任务，其中subscribe?方法可以理解为一个事件订阅器，在里面可以订阅 onNext （也就是正常执行）、onError （发生错误是执行）以及onComplete（执行完成）等事件。每命中一个事件，就可以驱动这个事件做一些事情。

就是以顺序写代码的方式，实现异步的逻辑。

public static void main(String[] args) {
 Mono<String> asyncTask = Mono.fromCallable(() -> {
  // 模拟异步操作
  Thread.sleep(1000);
  // 返回结果
  return "任务执行成功";
 });

 // 订阅事件
 asyncTask.subscribe(
   result -> {
    // onNext 事件，处理任务成功的情况
    System.out.println("任务成功，结果：" + result);
   },
   error -> {
    // onError 事件，处理任务出错的情况
    System.err.println("任务出错：" + error.getMessage());
   },
   () -> {
    // onComplete 事件，处理任务完成的情况
    System.out.println("任务完成");
   }
 );

 // 使用 block 方法等待异步任务完成
 String result = asyncTask.block();
 System.out.println("主线程等待结果：" + result);
}

执行以上代码前，需要引入 reactor-core 依赖包。

<dependency>
  <groupId>io.projectreactor</groupId>
  <artifactId>reactor-core</artifactId>
  <version>3.6.0</version>
</dependency>

与 Reactor 类似的还有 RxJava，在 Android 开发上用的最多。