CompletableFuture 是Java 8 引入的用於簡(jiǎn)化異步編程和多線程任務(wù)處理的類(lèi)。 1. 它支持手動(dòng)完成Future、鍊式調(diào)用、組合多個(gè)異步操作及統(tǒng)一異常處理；2. 相比Java 5 的Future，它功能更強(qiáng)大，可手動(dòng)設(shè)置結(jié)果、鍊式操作、組合任務(wù)及靈活處理異常；3. 使用supplyAsync 或runAsync 創(chuàng)建異步任務(wù)並指定線程池；4. thenApply 轉(zhuǎn)換結(jié)果、thenAccept 消費(fèi)結(jié)果、thenRun 執(zhí)行後續(xù)操作；5. thenCompose 串行組合任務(wù)、thenCombine 並行合併結(jié)果；6. exceptional 和handle 方法處理異常並提供默認(rèn)值或統(tǒng)一邏輯。

CompletableFuture 是Java 8 引入的一個(gè)類(lèi)，用來(lái)更方便地處理異步編程和多線程任務(wù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)可以手動(dòng)完成的Future，支持鍊式調(diào)用、組合多個(gè)異步操作，並能處理異常。

什麼是Future？

在講CompletableFuture 之前，先得了解下Future 。它是Java 5 引入的接口，用來(lái)代表一個(gè)異步計(jì)算的結(jié)果。你可以提交一個(gè)任務(wù)給線程池，拿到一個(gè)Future，之後通過(guò)get()方法獲取結(jié)果。

但Future 有個(gè)問(wèn)題：功能太基礎(chǔ)了。比如：

• 不能手動(dòng)設(shè)置結(jié)果
• 不支持鍊式操作
• 難以組合多個(gè)Future 的結(jié)果
• 異常處理不夠靈活

而CompletableFuture 就是為了解決這些問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。

使用CompletableFuture 做異步任務(wù)

你可以創(chuàng)建一個(gè)異步任務(wù)，讓它在後臺(tái)運(yùn)行，主線程繼續(xù)執(zhí)行其他操作。

 CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 模擬耗時(shí)操作try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "Hello from async";
});

上面這段代碼會(huì)在線程池中異步執(zhí)行任務(wù)。默認(rèn)使用的是ForkJoinPool.commonPool() ，你也可以傳入自己的線程池。

如果你需要等結(jié)果，就調(diào)用：

 String result = future.get(); // 會(huì)阻塞直到結(jié)果準(zhǔn)備好

鍊式調(diào)用：thenApply、thenAccept、thenRun

CompletableFuture 支持鍊式調(diào)用，讓異步操作之間的銜接變得更自然。

thenApply：轉(zhuǎn)換結(jié)果

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
    .thenApply(s -> s.length());

這裡的意思是，先異步返回字符串“Hello”，然後把它變成長(zhǎng)度5。

thenAccept：消費(fèi)結(jié)果（無(wú)返回）

 CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World")
    .thenAccept(System.out::println);

打印出World，但不返回值。

thenRun：執(zhí)行後續(xù)動(dòng)作（不關(guān)心前面的結(jié)果）

 CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Task 1"))
    .thenRun(() -> System.out.println("Task 2"));

組合多個(gè)異步任務(wù)：thenCompose 和thenCombine

thenCompose：串行組合

適合把前一個(gè)任務(wù)的結(jié)果作為下一個(gè)任務(wù)的輸入。

 CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "123")
    .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> Integer.parseInt(s)));

thenCombine：並行組合兩個(gè)任務(wù)，並合併結(jié)果

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 20);

future1.thenCombine(future2, (a, b) -> ab);

這樣就能把兩個(gè)異步結(jié)果加起來(lái)。

處理異常：exceptionally 和handle

異步任務(wù)也可能出錯(cuò)，CompletableFuture 提供了處理異常的方式。

exceptionally：當(dāng)發(fā)生異常時(shí)提供一個(gè)默認(rèn)值

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) throw new RuntimeException("Oops");
    return 100;
}).exceptionally(ex -> {
    System.out.println("Error occurred: " ex.getMessage());
    return 0; // 默認(rèn)值});

handle：無(wú)論是否異常都會(huì)執(zhí)行，可以統(tǒng)一處理

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
}).handle((result, ex) -> {
    if (ex != null) {
        System.out.println("Exception: " ex.getMessage());
        return 0;
    }
    return result * 2;
});

總結(jié)一下常用方法

• 創(chuàng)建異步任務(wù)： supplyAsync / runAsync
• 轉(zhuǎn)換結(jié)果： thenApply
• 消費(fèi)結(jié)果： thenAccept
• 後續(xù)操作： thenRun
• 串行組合： thenCompose
• 並行組合： thenCombine
• 異常處理： exceptionally / handle

基本上就這些。 CompletableFuture 功能強(qiáng)大，但剛上手可能會(huì)覺(jué)得有點(diǎn)複雜。建議從簡(jiǎn)單的任務(wù)開(kāi)始練習(xí)，逐步掌握鍊式調(diào)用和組合方式。

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