Java异步编程的7种实现方式小结

在Java中进行异步编程，可以提高程序性能，避免程序阻塞。本文将介绍Java异步编程的7种实现方式。

1. 异步回调

异步回调是Java中比较常见的实现方式，其通过传递回调函数的方式进行异步调用。当一个异步操作完成时，调用回调函数来处理结果。

示例代码：

public interface Callback<T> {
    public void onCompletion(T result);
}

public class AsyncCaller {
    public <T> void callAsync(Callback<T> callback) {
        // 调用异步操作的代码
        T result = ...;
        callback.onCompletion(result);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Callback<String> callback = new Callback<String>() {
            @Override
            public void onCompletion(String result) {
                System.out.println("异步操作返回结果：" + result);
            }
        };

        AsyncCaller asyncCaller = new AsyncCaller();
        asyncCaller.callAsync(callback);
    }
}

这个例子中，AsyncCaller是一个异步调用器，它调用callAsync方法来执行异步操作；Callback是回调接口，定义了异步操作执行完毕后的回调函数的接口；Main类演示了如何使用异步调用器和回调接口。

2. CompletableFuture

CompletableFuture是Java8中新增的一个类，它是一个可以组合的Future，支持异步编程和回调风格编程。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 异步操作的代码
            String result = ...;
            return result;
        }).thenAcceptAsync(result -> {
            // 处理异步操作的结果
            System.out.println("异步操作返回结果：" + result);
        });
    }
}

这个例子中，CompletableFuture.supplyAsync方法用于启动一个异步操作；thenAcceptAsync方法用于处理异步操作返回的结果。

3. Future和Executor

使用Java的Future和Executor接口，可以实现异步编程。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

        Future<String> future = executor.submit(() -> {
            // 异步操作的代码
            String result = ...;
            return result;
        });

        // 主线程可以继续处理其他事情
        ...

        // 获取异步操作的结果
        String result = future.get();
        System.out.println("异步操作返回结果：" + result);

        // 关闭执行器
        executor.shutdown();
    }
}

这个例子中，使用Executors.newCachedThreadPool方法创建一个线程池；使用submit方法提交了异步操作，返回了一个Future对象；主线程处理其他事情；使用get方法获取异步操作的结果。

4. CompletionService

CompletionService是一个可以获取一组任务的执行结果的工具类，可以实现异步编程。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        CompletionService<String> completionService = new ExecutorCompletionService<>(executor);

        // 提交多个异步任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            completionService.submit(() -> {
                // 异步操作的代码
                String result = ...;
                return result;
            });
        }

        // 主线程可以继续处理其他事情
        ...

        // 获取所有异步任务的结果
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Future<String> future = completionService.take();
            String result = future.get();
            System.out.println("异步操作返回结果：" + result);
        }

        // 关闭执行器
        executor.shutdown();
    }
}

这个例子中，使用ExecutorCompletionService创建一个CompletionService实例；提交多个异步任务；主线程处理其他事情；使用take方法获取第一个完成的异步任务的结果，使用get方法获取异步任务的结果。

5. RxJava

RxJava是一个基于观察者模式的异步编程库，提供了丰富的操作符，可以简化异步编程。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Observable<String> observable = Observable.create(emitter -> {
            // 异步操作的代码
            String result = ...;
            emitter.onNext(result);
            emitter.onComplete();
        });

        observable.subscribeOn(Schedulers.io())
                .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                .subscribe(result -> {
                    // 处理异步操作的结果
                    System.out.println("异步操作返回结果：" + result);
                });
    }
}

这个例子中，使用Observable.create方法创建一个可观察对象；使用subscribeOn方法指定异步操作运行的线程池；使用observeOn方法指定结果处理的线程池；使用subscribe方法订阅可观察对象，处理异步操作的结果。

6. ListenableFuture

ListenableFuture是Guava库中的一个类，它是Future的扩展，提供了回调支持。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());

        ListenableFuture<String> future = service.submit(() -> {
            // 异步操作的代码
            String result = ...;
            return result;
        });

        Futures.addCallback(future, new FutureCallback<String>() {
            @Override
            public void onSuccess(String result) {
                System.out.println("异步操作返回结果：" + result);
            }

            @Override
            public void onFailure(Throwable throwable) {
                System.out.println("异步操作失败：" + throwable);
            }
        }, service);
    }
}

这个例子中，使用listeningDecorator方法将普通的ExecutorService转换成ListeningExecutorService；使用submit方法提交异步任务，返回ListenableFuture对象；使用Futures.addCallback方法添加回调函数，处理异步操作的结果或异常。

7. 面向切面编程

面向切面编程（AOP）可以通过拦截器、切面等方式来实现异步编程。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

        Future<String> future = executor.submit(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                // 异步操作的代码
                String result = ...;
                return result;
            }
        });

        // 使用AOP拦截Future#get方法
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(future);
        proxyFactory.addAdvice((MethodInterceptor) invocation -> {
            Object result = invocation.proceed();
            System.out.println("异步操作返回结果：" + result);
            return result;
        });

        Future<String> futureProxy = (Future<String>) proxyFactory.getProxy();

        // 获取异步操作的结果
        String result = futureProxy.get();
        System.out.println("异步操作返回结果：" + result);

        // 关闭执行器
        executor.shutdown();
    }
}

这个例子中，使用ExecutorService提交异步任务，返回Future对象；使用AOP拦截Future#get方法，并在拦截器中处理异步操作的结果；使用ProxyFactory创建代理对象，调用代理对象的get方法获取异步操作的结果。

以上就是Java异步编程的7种实现方式，不同的应用场景可以选择不同的实现方式。