Java CompletableFuture：你真的了解它吗？

Java CompletableFuture：你真的了解它吗？

在Java 8中，引入了CompletableFuture类，它是java.util.concurrent包的一部分，旨在简化异步编程。使用CompletableFuture，我们可以更容易地编写并发和异步网络应用。与传统的回调机制相比，CompletableFuture提供了更优雅、更易于理解的方式来处理异步结果和异常。

基础概念

CompletableFuture可以看作是一种表示未来某个时间点会完成的计算的工具。它允许你在计算完成后执行后续操作，而无需阻塞当前线程。通过CompletableFuture，你可以创建复杂的异步代码，并使用链式操作来处理结果。

创建CompletableFuture

创建一个CompletableFuture非常简单。你可以使用静态方法CompletableFuture.supplyAsync来异步执行一个任务，并在任务完成时处理结果。下面是一个简单的例子：

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个CompletableFuture并在新线程中执行
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            }
            return "Hello, CompletableFuture!";
        });

        // 添加回调处理结果
        future.thenAccept(result -> {
            System.out.println("Result: " + result);
        });

        System.out.println("主线程继续执行...");

        // 阻塞主线程，等待异步计算完成
        future.join();
    }
}

在这个例子中，主线程不会等待CompletableFuture的计算完成，它会继续执行。当计算完成后，thenAccept方法会被调用，打印出结果。

组合多个CompletableFuture

CompletableFuture支持将多个异步操作串联起来。你可以使用thenCombine、thenCompose等方法来组合多个CompletableFuture。

public class CombineCompletableFutures {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return 10;
        });

        CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return 20;
        });

        // 使用thenCombine同时获取两个结果并合并
        CompletableFuture<Integer> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> {
            return result1 + result2;
        });

        combinedFuture.thenAccept(result -> {
            System.out.println("Combined Result: " + result);
        });

        // 阻塞主线程，等待计算完成
        combinedFuture.join();
    }
}

在这个例子中，我们创建了两个独立的CompletableFuture，然后使用thenCombine将它们的结果相加。合并的结果通过thenAccept打印出来。

异常处理

使用CompletableFuture时，我们也需要处理可能出现的异常。我们可以使用handle或exceptionally方法来捕获和处理异常。

public class ExceptionHandlingExample {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            if (true) { // 模拟异常
                throw new RuntimeException("发生了异常");
            }
            return "成功";
        }).exceptionally(ex -> {
            System.out.println("异常处理: " + ex.getMessage());
            return "默认值";
        });

        future.thenAccept(result -> {
            System.out.println("结果: " + result);
        });

        future.join();
    }
}

在这里，如果计算过程中发生异常，exceptionally方法将捕获该异常，并返回一个默认值。

总结

CompletableFuture是Java 8引入的强大工具，极大地简化了异步编程。它允许我们以非阻塞的方式处理异步结果，并且提供了丰富的API来组合和处理多个异步计算。无论是简单的异步任务还是复杂的异步流，CompletableFuture都能够应对自如。掌握CompletableFuture的使用，将使你在处理并发和异步编程时更加高效。