CompletableFuture基本用法

CompletableFuture 是 Java 中并发编程的重要组成部分，它可以帮助我们以异步的方式进行任务处理，大大提高程序的并发性和响应性。下面详细介绍 CompletableFuture 的一些重要 API 及其使用方法。

创建 CompletableFuture 对象

• CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {...})

  • 适用于不需要返回结果的任务。

• CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello World")

  • 适用于需要返回结果的任务。

常用的方法和操作

thenApply()

thenApply() 用于在异步任务完成后对其结果进行转换，返回新的 CompletableFuture。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "42")
        .thenApply(Integer::parseInt);

thenAccept()

thenAccept() 用于在异步任务完成后对结果进行消费，但不返回新的结果。

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
        .thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result));

thenRun()

thenRun() 用于在前一个任务完成后执行一个额外的操作，不依赖前一个任务的结果。

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
        .thenRun(() -> System.out.println("Task completed!"));

thenCombine()

thenCombine() 用于将两个独立的 CompletableFuture 的结果进行组合。

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 5);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
CompletableFuture<Integer> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> result1 + result2);

thenCompose()

thenCompose() 允许在第一个异步任务完成后依赖其结果启动另一个异步任务。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
        .thenCompose(result -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> result + " World"));

异常处理

exceptionally()

exceptionally() 用于处理 CompletableFuture 执行过程中可能发生的异常，并提供一个默认值。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) throw new RuntimeException("Something went wrong!");
    return 10;
}).exceptionally(ex -> {
    System.out.println(ex.getMessage());
    return 0;
});

handle()

handle() 类似于 exceptionally()，但它能处理成功或失败的情况。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) throw new RuntimeException("Error occurred!");
    return 10;
}).handle((result, ex) -> {
    if (ex != null) {
        System.out.println(ex.getMessage());
        return 0;
    }
    return result;
});

等待结果

• get(): 阻塞等待任务完成并获取结果，可能会抛出异常。

• join(): 与 get() 类似，但不抛出受检异常，适合无需处理异常的情况。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello World");
String result = future.join();
System.out.println(result);

多个任务的组合

allOf()

allOf() 用于等待多个 CompletableFuture 都完成。

CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
allFutures.join(); // 阻塞直到所有任务完成

anyOf()

anyOf() 用于等待任意一个 CompletableFuture 完成。

CompletableFuture<Object> anyFuture = CompletableFuture.anyOf(future1, future2);
Object result = anyFuture.join(); // 获取最先完成的结果

示例：串行与并行任务

串行任务

使用 thenCompose() 来进行串行任务操作。

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Task 1")
        .thenCompose(result -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> result + " -> Task 2"))
        .thenAccept(System.out::println);

并行任务

使用 thenCombine() 或 allOf() 来实现多个任务并行执行。

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 5);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);

future1.thenCombine(future2, Integer::sum).thenAccept(System.out::println);  // 输出 15

总结

CompletableFuture 提供了丰富的 API，可以方便地进行异步编程和处理复杂的依赖关系。无论是简单的串行任务、并行任务，还是错误处理，CompletableFuture 都能很好地应对。通过掌握它的这些常用方法，能够大大提升 Java 开发中的并发能力。希望这个介绍对您有所帮助！