Java中的CompletableFuture详解

Java中的CompletableFuture详解

CompletableFuture是Java 8引入的一个强大的工具，用于处理异步编程。它实现了 Future接口，并增加了很多功能，使得处理异步任务更加方便和灵活。本文将详细介绍 CompletableFuture的使用，包括其基本概念、创建和组合异步任务、处理结果及异常、以及一些高级用法。

1. 基本概念

CompletableFuture是一个可以手动完成的 Future。它不仅可以用来表示一个异步计算的结果，还可以将多个异步任务串联起来，形成复杂的异步流程。

2. 创建CompletableFuture

2.1 创建一个已完成的CompletableFuture

CompletableFuture<String> completedFuture = CompletableFuture.completedFuture("Hello");

2.2 异步运行任务

使用 runAsync和 supplyAsync方法可以异步地运行任务：

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // 异步任务
    System.out.println("Task is running asynchronously");
});

CompletableFuture<String> futureWithResult = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 异步任务并返回结果
    return "Result of the asynchronous computation";
});

3. 组合多个CompletableFuture

3.1 thenApply

使用 thenApply方法处理异步计算的结果，并返回一个新的 CompletableFuture：

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

3.2 thenAccept

使用 thenAccept方法处理计算的结果，但不返回新的 CompletableFuture：

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

3.3 thenCombine

使用 thenCombine方法组合两个独立的 CompletableFuture，并返回一个新的 CompletableFuture：

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");

CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> result1 + " " + result2);
combinedFuture.thenAccept(System.out::println);

4. 异常处理

CompletableFuture提供了多种方法来处理异步任务中的异常。

4.1 exceptionally

使用 exceptionally方法在计算出现异常时提供默认值：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) throw new RuntimeException("Exception occurred");
    return "Result";
}).exceptionally(ex -> "Default Result");

4.2 handle

使用 handle方法处理正常和异常的结果：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) throw new RuntimeException("Exception occurred");
    return "Result";
}).handle((result, ex) -> {
    if (ex != null) {
        return "Default Result";
    } else {
        return result;
    }
});

5. 组合异步任务

5.1 allOf

使用 allOf方法等待所有给定的 CompletableFuture完成：

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");

CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
allOf.thenRun(() -> {
    try {
        System.out.println(future1.get() + " " + future2.get());
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
});

5.2 anyOf

使用 anyOf方法只要任意一个 CompletableFuture完成：

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");

CompletableFuture<Object> anyOf = CompletableFuture.anyOf(future1, future2);
anyOf.thenAccept(result -> System.out.println(result));

思维导图

- CompletableFuture详解
  - 基本概念
  - 创建CompletableFuture
    - completedFuture
    - runAsync和supplyAsync
  - 组合多个CompletableFuture
    - thenApply
    - thenAccept
    - thenCombine
  - 异常处理
    - exceptionally
    - handle
  - 组合异步任务
    - allOf
    - anyOf

总结

CompletableFuture提供了一种简洁而强大的方式来处理Java中的异步编程。通过它，我们可以轻松地创建和组合异步任务，并处理任务中的异常。掌握 CompletableFuture的使用，将显著提升Java并发编程的效率和代码可读性。