玩转多线程开发，让你的代码快如闪电！

一、前言

多线程大家肯定都不陌生，可能理论上什么：Lock、JUC、synchronized等并发编程知识理论上大家都滚瓜烂熟，但是大家有多少在代码上实践多的呢？在实际开发中我们对于并发编程可能用的最多的可能是：线程池Executor定义，@Async做一些异步处理，比如发送消息，但是对于编发编程提效这块最重要的优势很少人去涉及，继上一篇：CompletableFuture实现异步编排全面分析和总结文章发布，本篇文章主要是想分享一下开发中实际使用来解决多线程并发场景，或许能让帮你多线程并发编程有更深的理解。

二、细数多线程开发好处

毫无疑问，多线程开发可以带来一系列的好处，尤其是在提高系统的并发处理能力，使得系统更具有弹性和响应性，合理的设计和使用多线程，可以提高代码的复用性，减少重复的工作，使得系统更易于扩展和维护，以此，我总结了多线程开发有以下一点好处：

1️⃣ 提高效率： 并行处理允许多个操作同一时间段内独立地进行处理。这加速了整个业务处理过程，使得系统能够同时处理更多的请求，提高了系统的效率。

2️⃣ 任务队列管理： 线程池通常包含一个任务队列，可以缓存待执行的任务。这样可以确保任务按照提交的顺序有序地执行，避免了手动管理线程执行顺序的复杂性。

3️⃣ 降低响应时间： 并行处理允许系统同时处理多个程序逻辑，从而缩短了整体业务的响应时间。对于用户而言，用户的请求能够更迅速地得到响应。

4️⃣ 线程资源充分利用： 在某些情况下，可能会出现大量的任务需要执行，如果每个任务都创建一个新线程，可能导致系统资源耗尽，甚至崩溃。线程池能够限制并发线程的数量，避免线程爆炸的问题。

5️⃣ 提高系统吞吐量： 通过并行处理，系统能够在同一时间段内处理更多的请求，提高了系统的吞吐量，适应高并发的场景。

三、多线程的实现方式

1️⃣ 线程池管理： 使用线程池可以有效地管理和复用线程，避免线程的频繁创建和销毁。线程池能够控制并发度，防止系统资源被耗尽。

2️⃣ 异步处理： 将非核心业务处理过程设计成异步任务，允许系统在后台处理，而不阻塞主线程。这样可以提高系统的响应速度。

3️⃣ 队列系统： 利用消息队列系统，将请求发送到队列中，再由多个消费者并行地处理。这种方式提供了解耦和高并发处理的优势。

4️⃣ 并行算法： 在订单的具体处理逻辑中，采用并行算法来优化性能。例如，并行计算订单的价格、库存检查等。

5️⃣ 请求合并： 对于相似的订单请求，可以合并为一个请求再进行处理，减少并发操作的次数，提高系统的处理效率。

通过综合使用这些方法，业务系统可以更好地实现并行处理，提高系统性能和用户体验。需要根据系统的具体情况选择合适的方案，并注意线程安全和数据一致性。

四、异步处理的应用场景和优势

另外，异步处理 在订单管理系统中的应用是一种重要的优化手段，它可以提高系统的响应速度和整体性能。以下是异步处理在订单管理系统中的一些关键应用场景和优势：

异步应用场景

任务拆分与合并： 对于大型任务，可以将其拆分成多个小任务，利用线程池并行执行，提高整体执行效率。
订单创建： 在用户提交订单时，可以将订单创建操作设计成异步任务。用户无需等待订单创建的完全处理，而是能够立即获得订单提交成功的提示。
支付处理： 支付过程可能涉及第三方支付平台，支付结果的回调通知可以异步处理。系统在接收到支付通知后异步更新订单支付状态。
库存检查： 异步处理可以用于订单的库存检查。当用户下单时，系统异步检查商品库存，确保库存充足后再进行订单处理。
消息触发通知： 订单状态的通知（如发货通知、取消通知等）可以通过异步任务实现。系统在后台异步发送通知，避免阻塞主线程。
数据同步： 异步任务可以用于与其他系统的数据同步，例如与财务系统同步订单金额、与物流系统同步发货信息等。

异步处理的优势

提高系统响应速度： 异步处理允许系统在后台进行一些耗时的操作，不影响用户主线程的响应。用户能够更迅速地完成订单提交等操作。
降低用户等待时间： 用户不需要长时间等待订单相关操作的完成，异步任务能够让用户更快地得到反馈，提升用户体验。
优化资源利用： 异步任务的执行可以充分利用系统的资源，提高系统的并发能力。可以在高峰期处理更多的订单请求。
系统解耦： 异步处理可以使系统各个模块解耦，提高系统的可维护性。每个功能模块可以独立地处理自己的异步任务。
容错处理： 异步任务的执行独立于主线程，即使某个异步任务执行失败，不会对主线程的执行产生直接影响，提高了系统的容错性。
更好的用户体验： 用户在提交订单后能够迅速获得响应，不会因为等待时间过长而导致流程中断，提供更好的用户体验。

在实际应用中，可以使用消息队列、异步框架、定时任务等技术实现异步处理。需要注意异步处理的数据一致性和错误处理机制，确保系统的稳定性。

五、多线程之CompletableFuture

说到多线程开发，不得不说的是CompletableFuture，在Java中CompletableFuture主要是用于异步编程，异步通常意味着非阻塞，可以是我们的发任务单独允许在于主线程分离的其他线程中，并且通过回调可以在主线程中得到任务的执行状态、是否成功、是否异常等信息。

CompletableFuture类的设计灵感主要来自于Google Guava的ListenerFutrue类，它实现了Future和CompletionStage接口并且新增了许多方法，支持lambda，通过回调的方式利用非阻塞方法，实现了一套异步编程模型。通过这种方式，主线程不会被阻塞，因为子线程是另外一条线程在执行，你可以用主线程去并行执行其他任务，使用这种并行的方式，极大的提升了程序的性能表现。

CompletableFuture核心功能

CompletableFuture核心功能主要体现在它实现的CompletionStage接口上，如下图所示：

CompletableFuture 实现了 Future 接口和 CompletionStage 。因此 CompletableFuture是对 Futrue 的功能增强包含了 Future 的功能。从继承的另一个 CompletionStage 接口来实现完成阶段性功能，CompletionStage 接口定义了任务编排的方法，执行某一阶段，可以向下执行后续阶段，自身实现了如下的功能：