CompletableFuture 是 Java 8 引入的用于簡化異步編程和多線程任務(wù)處理的類。1. 它支持手動(dòng)完成 Future、鏈?zhǔn)秸{(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、鏈?zhǔn)讲僮?、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)并指定線程池；4. thenApply 轉(zhuǎn)換結(jié)果、thenAccept 消費(fèi)結(jié)果、thenRun 執(zhí)行后續(xù)操作；5. thenCompose 串行組合任務(wù)、thenCombine 并行合并結(jié)果；6. exceptional 和 handle 方法處理異常并提供默認(rèn)值或統(tǒng)一邏輯。

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一個(gè)類，用來更方便地處理異步編程和多線程任務(wù)。簡單來說，它是一個(gè)可以手動(dòng)完成的 Future，支持鏈?zhǔn)秸{(diào)用、組合多個(gè)異步操作，并能處理異常。

什么是 Future？

在講 CompletableFuture 之前，先得了解下 Future。它是 Java 5 引入的接口，用來代表一個(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，之后通過 get() 方法獲取結(jié)果。

但 Future 有個(gè)問題：功能太基礎(chǔ)了。比如：

• 不能手動(dòng)設(shè)置結(jié)果
• 不支持鏈?zhǔn)讲僮?/li>
• 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)，讓它在后臺(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

鏈?zhǔn)秸{(diào)用：thenApply、thenAccept、thenRun

CompletableFuture 支持鏈?zhǔn)秸{(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());

這里的意思是，先異步返回字符串 “Hello”，然后把它變成長度 5。

thenAccept：消費(fèi)結(jié)果（無返回）

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

打印出 World，但不返回值。

thenRun：執(zhí)行后續(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：并行組合兩個(gè)任務(wù)，并合并結(jié)果

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

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

這樣就能把兩個(gè)異步結(jié)果加起來。

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
• 后續(xù)操作：thenRun
• 串行組合：thenCompose
• 并行組合：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)覺得有點(diǎn)復(fù)雜。建議從簡單的任務(wù)開始練習(xí)，逐步掌握鏈?zhǔn)秸{(diào)用和組合方式。

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