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CompletableFuture Práctico

Ejemplos

1. Registro Asíncrono de pagos

Este ejemplo muestra como realizar tareas concurrentes (que se ejecutan al mismo tiempo) y asíncronas al procesar pagos de facturas recibidos en un archivo plano. Para esto utilizamos los métodos supplyAsync y thenApplyAsync de la clase CompletableFuture

Componentes

Clases

  • Invoice: Entidad para representar facturas

  • Payment: Entidad para representar los pagos

  • PaymentService: Servicio en donde procesan los pagos

Clases de pruebas
Archivos

  • payments.txt: Archivo plano que contiene los pagos, cada línea contiene un número de factura, el valor y la fecha (DD/MM/YYYY) del pago.

 00141 004000 24/07/2020
 02012 001500 22/07/2020

Código

En la clase PaymentService se encuentran los métodos processPayments y processPaymentsAsync. Ambos métodos mediante un ciclo while leen línea por línea el archivo plano, consultan la factura con el método findInvoice, guardan el pago por medio del método savedPayment y finalmente imprimen en el log el pago generado

En el método processPayments se hace el procesamiento secuencial, es decir los pagos se procesan uno seguido del otro, según se muestra a continuación:

co.hillmerch.payments.PaymentService::public void processPayments(File paymentsFile)
while (sc.hasNextLine()) {
    String[] paymentLine = sc.nextLine().split( " " );
    Invoice invoice = findInvoice(paymentLine[0]);
    Payment payment = savedPayment( invoice, paymentLine[1], paymentLine[2]);
    logger.info( payment.toString() );
}

En el método processPaymentsAsync se hace el procesamiento en concurrente y asíncrono, es decir se procesan varios pagos a la vez y estos se quedan procesando en segundo plano, para esto se utilizan métodos de la clase CompletableFuture y por medio de expresiones lambda se hace el llamado de los métodos que consultan y guardan los pagos, según se muestra a continuación:

co.hillmerch.payments.PaymentService::public void processPaymentsAsync(File paymentsFile)
while (sc.hasNextLine()) {
    String[] paymentLine = sc.nextLine().split( " " );
    CompletableFuture
        .supplyAsync( ()-> findInvoice( paymentLine[0] ))
        .thenApplyAsync( invoice -> savedPayment( invoice , paymentLine[1], paymentLine[2]) )
        .thenAccept( payment -> logger.info( payment.toString() ));
}

Los métodos supplyAsyncy y thenApplyAsync tienen como característica que el resultado o retorno de las expresiones lambdas quedan disponibles para que sea usado por el siguiente método. En este ejemplo la factura que retorna el método findInvoice se utiliza como parámetro en el método savedPayment y a su vez el pago generado por este se utiliza al generar el log. Finalmente el método thenAccept utilizando una instrucción lambda genera el log

Ejecución

Ambos métodos puede ser ejecutados utilizando la clase de prueba co.hillmerch.payments.PaymentServiceTest

Note
 En el procesamiento de cada pago se han adicionado 3 segundos de pausas
Análisis de resultados (Ejecución de casos de pruebas)

En la siguiente tabla se presentan la comparación de los tiempos de ejecución de ambos métodos al procesar 5 pagos

Table 1. Comparación de tiempos de ejecución
Método Tiempo de respuesta Tiempo total de ejecución

testingProcessPayments()

15.0943 s

15.0943 s

testingProcessPaymentsAsync()

0.0102 s

6.0648 s

En el método testingProcessPayments solo se tiene una respuesta cuando cuando ya se han procesado todos los pagos, mientras que en testingProcessPaymentsAsync tanto el tiempo de respuesta como el tiempo total requerido para procesar los pagos es menor, esto debido a que se ejecuta en hilos concurrentes.

Conclusión

En este ejemplo podemos concluir:

  1. Utilizar CompletableFuture no requiere mayor cambio en el código

  2. Al utilizar procesamiento en concurrente aprovechamos la capacidad del hardware (cores, hilos de cada core) obteniendo menores tiempos de ejecución

  3. El procesamiento Asíncrono puede permitir darle una rápida respuesta al usuario y que este pueda seguir utilizando el sistema mientras el procesamiento finaliza