Java高效构建树形结构——异步加载子节点的实现方案

文章目录

- - - **一、改造节点模型**
    - **二、定义异步加载接口**
    - **三、改造树构建工具类**
    - **四、实现按需加载逻辑**
    - **五、使用示例**
    - - 1. 定义异步加载器（模拟数据库查询）
      - 2. 构建初始树（仅根节点）
      - 3. 前端触发加载某个节点的子节点
    - **六、关键优化点**
    - **七、适用场景**

Java高效构建树形结构的秘密：函数式编程 + 预排序的完美结合

要实现树形结构的异步加载子节点，核心思路是将子节点的获取过程延迟化，通过回调或 CompletableFuture 实现非阻塞加载。以下是具体实现步骤：

一、改造节点模型

在节点对象中增加两个字段，标识子节点是否已加载：

class TbMenuVo {// 原有字段...private volatile boolean childrenLoaded = false; // 子节点是否已加载private volatile boolean loading = false;        // 是否正在加载中（防重复请求）
}

二、定义异步加载接口

新增一个函数式接口，用于按需从外部获取子节点数据（例如从数据库或远程服务）：

@FunctionalInterface
public interface AsyncChildrenLoader<T, ID> {CompletableFuture<List<T>> loadChildren(ID parentId);
}

三、改造树构建工具类

修改 buildTree 方法，支持异步加载逻辑：

 public static <T, ID> List<T> buildTreeAsync(List<T> list,Function<T, ID> getId,Function<T, ID> getParentId,BiConsumer<T, List<T>> setChildren,Predicate<T> rootPredicate,Comparator<T> comparator,AsyncChildrenLoader<T, ID> childrenLoader // 新增异步加载器
) {// 预构建父节点映射表（仅处理已知数据）Map<ID, List<T>> parentMap = list.stream().filter(item -> getParentId.apply(item) != null).collect(Collectors.groupingBy(getParentId));return list.stream().filter(rootPredicate).map(root -> {// 初始化时仅设置直接子节点（若有）ID rootId = getId.apply(root);List<T> immediateChildren = parentMap.getOrDefault(rootId, Collections.emptyList());setChildren.accept(root, immediateChildren);return root;}).sorted(comparator).collect(Collectors.toList());
}

四、实现按需加载逻辑

为节点添加异步加载方法，触发时从 AsyncChildrenLoader 获取数据：

public static <T, ID> CompletableFuture<Void> loadChildrenAsync(T node,Function<T, ID> getId,BiConsumer<T, List<T>> setChildren,AsyncChildrenLoader<T, ID> childrenLoader,Comparator<T> comparator
) {ID nodeId = getId.apply(node);if (node instanceof TbMenuVo) {TbMenuVo menuNode = (TbMenuVo) node;if (menuNode.isChildrenLoaded() || menuNode.isLoading()) {return CompletableFuture.completedFuture(null);}menuNode.setLoading(true);}return childrenLoader.loadChildren(nodeId).thenApply(children -> {// 对子节点排序if (comparator != null) {children.sort(comparator);}// 设置子节点并标记为已加载setChildren.accept(node, children);if (node instanceof TbMenuVo) {TbMenuVo menuNode = (TbMenuVo) node;menuNode.setChildrenLoaded(true);menuNode.setLoading(false);}return null;}).exceptionally(ex -> {// 处理异常（如记录日志）if (node instanceof TbMenuVo) {((TbMenuVo) node).setLoading(false);}return null;});
}

五、使用示例

1. 定义异步加载器（模拟数据库查询）

AsyncChildrenLoader<TbMenuVo, Long> loader = parentId -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {// 模拟根据parentId查询数据库List<TbMenuVo> children = database.queryChildrenByParentId(parentId);return children;});

2. 构建初始树（仅根节点）

List<TbMenuVo> tree = TreeBuilderOptimized.buildTreeAsync(lists, TbMenuVo::getId, TbMenuVo::getParentId,TbMenuVo::setChildren,item -> item.getParentId() == 0,Comparator.comparingInt(TbMenuVo::getSortOrder),loader
);

3. 前端触发加载某个节点的子节点

// 当用户点击展开节点时触发
public void onExpandNode(TbMenuVo node) {if (!node.isChildrenLoaded()) {TreeBuilderOptimized.loadChildrenAsync(node, TbMenuVo::getId,TbMenuVo::setChildren,loader,Comparator.comparingInt(TbMenuVo::getSortOrder)).thenRun(() -> {// 通知UI更新（例如前端重新渲染）refreshUI();});}
}