异步任务是什么
想象一下，你在一家餐厅吃饭，服务员每次只接待一个顾客，直到他们的整个点单吃饭结账过程结束，服务员才会鞠躬回应下一位在队列中等待的顾客。这显然很疯狂，对吗? 在软件世界里，我们称这种方式为同步处理。如果服务员是我们的服务器，那么每次只能处理一个请求，效率低下不说，其他顾客（用户）也会因为长时间等待而感到不快。
进入异步接口，就像是把这家餐厅升级成了一个快速自助餐厅，其中的服务员（服务器线程/资源）可以同时接待多个顾客，每个顾客点单后可以自由活动，当美味的佳肴准备好了，服务员会召唤他们。这样做有以下几个理由：
- 提高吞吐量：通过异步接口，服务器可以同时处理多个请求，而不是一次一个，这大大提高了处理请求的能力。
- 更好的资源利用：异步编程意味着线程不会在等待（例如，等待一个I/O操作完成）时闲置，它们可以用来处理其他任务。
- 改善用户体验：对于客户端应用来说，异步调用可以避免用户界面在等待服务器响应时冻结，能够保持响应灵敏，提供更流畅的用户体验。
- 可伸缩性：由于服务器线程不会被长时间占用等待，你可以扩展应用处理更多请求而不必增加额外硬件资源。
- 减少等待时间：你可以并行发出多个异步请求，而不是顺序执行，这样可以减少整体的等待时间。
简单地说，异步接口就像是软件世界的多任务高效处理。它让用户可以不必在咖啡冷却前等待那台古老打印机完成工作。异步编程是一款时尚的超能工具腰带，在我们的代码战斗中，它让一个任务挂起而你去攻击另一个，直到全部敌人（任务）被消灭（完成）。
异步接口实现的几种方式
首先，搞定异步接口就像是制作一杯完美的咖啡。你需要正确的豆子和工具，就像在Java中你要选择合适的库和框架。
使用CompletableFuture
我们可以使用CompletableFuture，这个类是Java 8引入的，它就像是一个承诺（Promise）——在未来某个时刻会交付结果的那种。我们可以用它来以声明性的方式编写异步的代码。
代码语言：javascript复制// 这就像是告诉你的朋友，我会为你买咖啡，但不是现在，稍后给你。
CompletableFuture<String> futureCoffee = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {// 在这里进行异步操作，比如调用一个异步接口或进行耗时计算。return makeCoffee();
});
// 然后你可以继续做其他事情，咖啡准备好了会通知你。
futureCoffee.thenAccept(coffee -> {
System.out.println("Enjoy your coffee: " coffee);
});
// 哦，对了，如果制作咖啡过程中出现了问题（抛出异常），我们也可以处理它。
futureCoffee.exceptionally(throwable -> {// handle exception herereturn "Default Coffee";
});使用Spring的@Async
如果你是一个Spring框架的粉丝，异步编程就像拿起了Spring的“魔杖”。你只需要在一个方法上加上@Async注解，Spring就会在调用这个方法时，自动在一个单独的线程上运行它。
代码语言：javascript复制@Servicepublic class CoffeeService {
@Asyncpublic CompletableFuture<String> prepareCoffeeAsync() {return CompletableFuture.completedFuture(makeCoffee());
}
public String makeCoffee() {// 咖啡制作过程return "Espresso";
}
}使用Future
在老一些的Java版本，我们使用Future接口和ExecutorService来管理异步任务。这就像是一个更传统的方法，一步一步地完成任务并跟踪它们的状态。
代码语言：javascript复制ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<String> futureCoffee = executorService.submit(() -> {// 同样这里执行异步操作：制作咖啡return makeCoffee();
});
try {// 在主线程中，你可以选择等待咖啡String coffee = futureCoffee.get();
System.out.println("Enjoy your coffee: " coffee);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
// 可别忘了关闭ExecutorService，否则它会保持活动状态。
executorService.shutdown();在实现异步接口的过程中，就像是在为我们的代码穿上一副飞行装备。不仅能够使我们更加高效，还可以让用户体验爽到飞起！
不论使用哪种方式，关键在于明智的选择来适应你的应用场景。选择合适的异步实现方法，就像是在世界各地的咖啡豆中挑选出最对胃口的那一款，每一种都有其独特的风味。
CompletableFuture vs @Async vs Future
CompletableFuture
优点：
- 功能强大：它比较灵活，提供了异常处理、组合、转换等众多异步编程必需的功能。
- 易于使用且易于读写：它的链式调用让代码看起来既简洁又优雅，对于维护者来说阅读起来是一种享受。
- 集成简单：在Java 8及以后的版本无需额外集成其他库。
缺点：
- 性能开销：比起简单的Future来说，CompletableFuture是一个更重的抽象。
- 学习曲线：由于它功能丰富，初学者可能需要时间来掌握它所有的API。
@Async in Spring
优点：
- 超级简单：只需要一个注解，你的方法就能异步运行了。
- 容易理解：没有复杂的线程管理或者任务执行代码，Spring幕后帮你处理了这一切。
缺点：
- Spring依赖：这是一个Spring框架的特性，所以必须在Spring环境下使用。
- 定制性较低：虽然适用于大部分场景，但如果你有非常特殊的异步需求，可能需要更细粒度的控制。
Future
优点：
- 简单直接：Future接口是Java标准库的一部分，因此非常基础和直观。
- 广泛使用：在Java较早的版本中此方式被广泛使用，所以有很多资料和心得分享。
缺点：
- 局限性：没有提供像CompletableFuture那样的链式调用和转换方法。
- 管理复杂：需要手动创建ExecutorService，管理线程池，以及在使用完毕后关闭线程池。
- 阻塞性质：传统的Future.get()是阻塞的，直至操作完成，不够灵活。
小结一下，就好像我们在早餐店里挑选食物一样，每种食物（异步方法）都有其特色与适应的场景：
- CompletableFuture 是一杯制作工艺复杂、口感层次丰富的拿铁咖啡。
- Spring的@Async 就像是快速便利的现磨咖啡机，一键启动。
- Future 则是传统的手磨咖啡，过程繁琐但稳定可靠。
挑选适当的方案，就是技术人抓住用户心的秘诀之一。就像在画布上作画，选择合适的工具和色彩，才能绘制出满意的作品。
《林老师带你学编程》知识星球，创始人由工作 10年以上的一线大厂人员组成，希望通过我们的分享，帮助大家少走弯路，可以在技术领域不断突破和发展。
