列出<Future>到Future <List>序列-Java 学习之路

我想将 List<CompletableFuture<X>> 转换为 CompletableFuture<List<T>> . 这非常有用，因为当您有许多异步任务并且需要获得所有异步任务的结果时 .

如果其中任何一个失败，则最终的未来将失败 . 这就是我实施的方式：

public static <T> CompletableFuture<List<T>> sequence2(List<CompletableFuture<T>> com, ExecutorService exec) {
        if(com.isEmpty()){
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        Stream<? extends CompletableFuture<T>> stream = com.stream();
        CompletableFuture<List<T>> init = CompletableFuture.completedFuture(new ArrayList<T>());
        return stream.reduce(init, (ls, fut) -> ls.thenComposeAsync(x -> fut.thenApplyAsync(y -> {
            x.add(y);
            return x;
        },exec),exec), (a, b) -> a.thenCombineAsync(b,(ls1,ls2)-> {
            ls1.addAll(ls2);
            return ls1;
        },exec));
    }

要运行它：

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Stream<CompletableFuture<Integer>> que = IntStream.range(0,100000).boxed().map(x -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep((long) (Math.random() * 10));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return x;
        }, executorService));
CompletableFuture<List<Integer>> sequence = sequence2(que.collect(Collectors.toList()), executorService);

如果其中任何一个失败，则失败 . 即使有一百万个期货，它也能按预期产出 . 我遇到的问题是：如果有超过5000个期货，如果其中任何一个失败，我得到一个 StackOverflowError ：

java.util.conmple当前的java.util.concurrent.CompletableFuture.internalComplete（CompletableFuture.java:210）中的线程“pool-1-thread-2611”java.lang.StackOverflowError中的异常$ ThenCompose.run（CompletableFuture . java：1487）at java.util.concurrent.CompletableFuture.postComplete（CompletableFuture.java:193）at java.util.concurrent.CompletableFuture.internalComplete（CompletableFuture.java:210）at java.util.concurrent.CompletableFuture $ ThenCompose.run （CompletableFuture.java:1487）

我做错了什么？

注意：当任何未来失败时，上述返回的未来将失败 . 接受的答案也应该采取这一点 .

8 回答

10

除Spotify Futures库外，您可以尝试我的代码在此处找到：https://github.com/vsilaev/java-async-await/blob/master/net.tascalate.async.examples/src/main/java/net/tascalate/concurrent/CompletionStages.java（与同一包中的其他类有依赖关系）

它实现了一个逻辑，用于返回“至少N个M”中的CompletionStage-s，其中包含允许允许的错误量 . 对于所有/任何情况都有方便的方法，加上剩余期货的取消政策，加上代码处理CompletionStage-s（接口）而不是CompletableFuture（具体类） .

回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

你可以获得Spotify的 CompletableFutures 库并使用allAsList方法 . 我认为这是's inspired from Guava'的Futures.allAsList方法 .

public static <T> CompletableFuture<List<T>> allAsList(
    List<? extends CompletionStage<? extends T>> stages) {

如果您不想使用库，这是一个简单的实现：

public <T> CompletableFuture<List<T>> allAsList(final List<CompletableFuture<T>> futures) {
    return CompletableFuture.allOf(
        futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()])
    ).thenApply(ignored ->
        futures.stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList())
    );
}

回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

Disclaimer: 这不能完全回答最初的问题 . 它将缺少"fail all if one fails"部分 . 但是，我无法回答实际的，更通用的问题，因为它被关闭作为这个问题的副本：Java 8 CompletableFuture.allOf(...) with Collection or List . 所以我会在这里回答：

如何使用Java 8的流API将List <CompletableFuture <V >>转换为CompletableFuture <List <V >>？

Summary: 使用以下内容：

private <V> CompletableFuture<List<V>> sequence(List<CompletableFuture<V>> listOfFutures) {
    CompletableFuture<List<V>> identity = CompletableFuture.completedFuture(new ArrayList<>());

    BiFunction<CompletableFuture<List<V>>, CompletableFuture<V>, CompletableFuture<List<V>>> accumulator = (futureList, futureValue) ->
        futureValue.thenCombine(futureList, (value, list) -> {
                List<V> newList = new ArrayList<>(list.size() + 1);
                newList.addAll(list);
                newList.add(value);
                return newList;
            });

    BinaryOperator<CompletableFuture<List<V>>> combiner = (futureList1, futureList2) -> futureList1.thenCombine(futureList2, (list1, list2) -> {
        List<V> newList = new ArrayList<>(list1.size() + list2.size());
        newList.addAll(list1);
        newList.addAll(list2);
        return newList;
    });

    return listOfFutures.stream().reduce(identity, accumulator, combiner);
}

用法示例：

List<CompletableFuture<String>> listOfFutures = IntStream.range(0, numThreads)
    .mapToObj(i -> loadData(i, executor)).collect(toList());

CompletableFuture<List<String>> futureList = sequence(listOfFutures);

Complete Example:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.BinaryOperator;
import java.util.stream.IntStream;

import static java.util.stream.Collectors.toList;

public class ListOfFuturesToFutureOfList {

    public static void main(String[] args) {
        ListOfFuturesToFutureOfList test = new ListOfFuturesToFutureOfList();
        test.load(10);
    }

    public void load(int numThreads) {
        final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(numThreads);

        List<CompletableFuture<String>> listOfFutures = IntStream.range(0, numThreads)
            .mapToObj(i -> loadData(i, executor)).collect(toList());

        CompletableFuture<List<String>> futureList = sequence(listOfFutures);

        System.out.println("Future complete before blocking? " + futureList.isDone());

        // this will block until all futures are completed
        List<String> data = futureList.join();
        System.out.println("Loaded data: " + data);

        System.out.println("Future complete after blocking? " + futureList.isDone());

        executor.shutdown();
    }

    public CompletableFuture<String> loadData(int dataPoint, Executor executor) {
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            ThreadLocalRandom rnd = ThreadLocalRandom.current();

            System.out.println("Starting to load test data " + dataPoint);

            try {
                Thread.sleep(500 + rnd.nextInt(1500));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("Successfully loaded test data " + dataPoint);

            return "data " + dataPoint;
        }, executor);
    }

    private <V> CompletableFuture<List<V>> sequence(List<CompletableFuture<V>> listOfFutures) {
        CompletableFuture<List<V>> identity = CompletableFuture.completedFuture(new ArrayList<>());

        BiFunction<CompletableFuture<List<V>>, CompletableFuture<V>, CompletableFuture<List<V>>> accumulator = (futureList, futureValue) ->
            futureValue.thenCombine(futureList, (value, list) -> {
                    List<V> newList = new ArrayList<>(list.size() + 1);
                    newList.addAll(list);
                    newList.add(value);
                    return newList;
                });

        BinaryOperator<CompletableFuture<List<V>>> combiner = (futureList1, futureList2) -> futureList1.thenCombine(futureList2, (list1, list2) -> {
            List<V> newList = new ArrayList<>(list1.size() + list2.size());
            newList.addAll(list1);
            newList.addAll(list2);
            return newList;
        });

        return listOfFutures.stream().reduce(identity, accumulator, combiner);
    }

}

回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

1
使用 CompletableFuture.allOf(...) ：
```
static<T> CompletableFuture<List<T>> sequence(List<CompletableFuture<T>> com) {
    return CompletableFuture.allOf(com.toArray(new CompletableFuture<?>[com.size()]))
            .thenApply(v -> com.stream()
                .map(CompletableFuture::join)
                .collect(toList())
            );
}
```
关于您的实施的一些评论：

您对 .thenComposeAsync ， .thenApplyAsync 和 .thenCombineAsync 的使用可能没有达到预期效果 . 这些 ...Async 方法在一个单独的线程中运行提供给它们的函数 . 因此，在您的情况下，您正在将新项添加到列表中以在提供的执行程序中运行 . 没有必要将轻量级操作填充到缓存的线程执行程序中 . 没有充分理由不要使用 thenXXXXAsync 方法 .

此外， reduce 不应用于累积到可变容器中 . 即使流顺序时它可能正常工作，但如果要使流并行，它将失败 . 要执行可变缩减，请改用 .collect .

如果要在第一次失败后立即异常完成整个计算，请在 sequence 方法中执行以下操作：
```
CompletableFuture<List<T>> result = CompletableFuture.allOf(com.toArray(new CompletableFuture<?>[com.size()]))
        .thenApply(v -> com.stream()
                .map(CompletableFuture::join)
                .collect(toList())
        );

com.forEach(f -> f.whenComplete((t, ex) -> {
    if (ex != null) {
        result.completeExceptionally(ex);
    }
}));

return result;
```
另外，如果要在第一次失败时取消剩余的操作，请在 result.completeExceptionally(ex); 之后添加 exec.shutdownNow(); . 当然，这假设 exec 仅存在于这一计算中 . 如果它没有't, you'必须循环并单独取消每个剩余的 Future .
回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00
1
如Misha has pointed out，您正在过度使用 …Async 操作 . 此外，您正在编写一个复杂的操作链，用于建模依赖项，该依赖项不反映您的程序逻辑：
- 您创建的作业x取决于列表的第一个和第二个作业
- 您创建的作业x 1取决于作业x和列表的第三个作业
- 您创建的作业x 2取决于作业x 1和列表中的第4个作业
- ......
- 您创建的作业x 5000取决于作业x 4999和列表的最后一个作业
然后，可以递归地执行取消（显式地或由于异常）这个递归组合的作业，并且可能会失败 StackOverflowError . 这是依赖于实现的 .

作为already shown by Misha，有一个方法，allOf，它允许您建模您的初衷，定义一个取决于您的列表的所有作业的作业 .

但是，值得注意的是，即使这样也没有必要 . 由于您使用的是无界线程池执行程序，因此您只需将收集结果的异步作业发布到列表中即可完成 . 无论如何，通过询问每项工作的结果来暗示等待完成 .
```
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
List<CompletableFuture<Integer>> que = IntStream.range(0, 100000)
  .mapToObj(x -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    LockSupport.parkNanos(TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos((long)(Math.random()*10)));
    return x;
}, executorService)).collect(Collectors.toList());
CompletableFuture<List<Integer>> sequence = CompletableFuture.supplyAsync(
    () -> que.stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList()),
    executorService);
```
当线程数量有限且作业可能产生额外的异步作业时，使用编写相关操作的方法很重要，以避免等待作业从必须首先完成的作业中窃取线程，但这里也不是这种情况 .

在这个具体案例中作业只是迭代大量的先决条件作业，并在必要时进行等待可能比对大量依赖项建模更有效，并让每个作业通知从属作业完成 .
回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

在CompletableFuture上使用thenCombine的示例序列操作

public<T> CompletableFuture<List<T>> sequence(List<CompletableFuture<T>> com){

    CompletableFuture<List<T>> identity = CompletableFuture.completedFuture(new ArrayList<T>());

    BiFunction<CompletableFuture<List<T>>,CompletableFuture<T>,CompletableFuture<List<T>>> combineToList = 
            (acc,next) -> acc.thenCombine(next,(a,b) -> { a.add(b); return a;});

    BinaryOperator<CompletableFuture<List<T>>> combineLists = (a,b)-> a.thenCombine(b,(l1,l2)-> { l1.addAll(l2); return l1;}) ;  

    return com.stream()
              .reduce(identity,
                      combineToList,
                      combineLists);  

   }
}

如果你不介意使用第三方库cyclops-react（我是作者）有一套CompletableFutures（和Optionals，Streams等）的实用工具方法

List<CompletableFuture<String>> listOfFutures;

  CompletableFuture<ListX<String>> sequence =CompletableFutures.sequence(listOfFutures);

回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

为了加上@Misha接受的答案，可以进一步扩展为收藏家：

public static <T> Collector<CompletableFuture<T>, ?, CompletableFuture<List<T>>> sequenceCollector() {
    return Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), com -> sequence(com));
}

现在你可以：

Stream<CompletableFuture<Integer>> stream = Stream.of(
    CompletableFuture.completedFuture(1),
    CompletableFuture.completedFuture(2),
    CompletableFuture.completedFuture(3)
);
CompletableFuture<List<Integer>> ans = stream.collect(sequenceCollector());

回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

4
Javaslang有一个非常方便的Future API . 它还允许从未来的集合中收集未来 .
```
List<Future<String>> listOfFutures = ... 
Future<Seq<String>> futureOfList = Future.sequence(listOfFutures);
```
见http://static.javadoc.io/io.javaslang/javaslang/2.0.5/javaslang/concurrent/Future.html#sequence-java.lang.Iterable-
回复于 2024-04-18T19:14:52+08:00

列出<Future>到Future <List>序列

8 回答

相关问题