Java并发编程：深入理解CompletableFuture

Myth丶恋晨 2024-03-17 11:27 27阅读 0赞

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*   *  一、引言
     *  二、CompletableFuture：异步编程的利器
     *  三、实战：掌握CompletableFuture的使用
     *   *  3.1 实体类准备
         *  3.2 使用CompletableFuture处理异步任务
         *  3.3 处理异步任务中的异常
         *  3.4 使用测试来验证CompletableFuture
     *  四、结语

### 一、引言 ###

在Java的世界中，多线程编程一直被誉为其独特优势之一，而在Java 8中引入的CompletableFuture则为这一领域提供了更加强大和灵活的工具。本文将对CompletableFuture进行深度剖析，带你领略其在多线程开发中的实力。

### 二、CompletableFuture：异步编程的利器 ###

CompletableFuture是Future接口和CompletionStage接口的实现类，它包含了一系列的方法来支持各种异步操作。以下列举了一些常用的方法：

*  `supplyAsync`：异步执行一个有返回结果的任务。
 *  `runAsync`：异步执行一个无返回结果的任务。
 *  `thenApply`：对先前任务的结果进行转换处理。
 *  `thenAccept`：消费前一个任务的结果，进行相应处理。
 *  `thenRun`：当先前的任务完成后，执行一个Runnable任务，不依赖于上一个任务的结果。
 *  `thenCombine`：当两个CompletableFuture都完成后，使用BiFunction处理两者的结果。
 *  `allOf`：等待所有给定的CompletableFuture都完成。
 *  `anyOf`：等待任意一个CompletableFuture完成，并返回它的结果。

### 三、实战：掌握CompletableFuture的使用 ###

#### 3.1 实体类准备 ####

为了方便理解，我们构建两个简单的实体类，User和Task：

public class User {
        
        private String name;
        private int age;
        //...省略getter和setter...
    }
    
    public class Task {
        
        private String name;
        private String status;
        //...省略getter和setter...
    }

#### 3.2 使用CompletableFuture处理异步任务 ####

在这个示例中，我们首先获取一个用户，然后根据用户的信息创建一个任务：

CompletableFuture<User> getUser = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        
        // 此处假设从数据库中获取User信息
        User user = new User();
        user.setName("Tom");
        user.setAge(20);
        return user;
    });
    
    CompletableFuture<Task> getTask = getUser.thenApply(user -> {
        
        // 根据User信息创建一个Task
        Task task = new Task();
        task.setName(user.getName() + "'s task");
        task.setStatus("Created");
        return task;
    });
    
    // 处理Task信息
    getTask.thenAccept(task -> System.out.println(task.getName() + ": " + task.getStatus()));

#### 3.3 处理异步任务中的异常 ####

CompletableFuture提供了`exceptionally`方法来处理异步任务中的异常：

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        
        // 此处模拟一个异常情况
        return 1 / 0;
    }).exceptionally(ex -> 0);  // 当异步任务出现异常时，返回0

#### 3.4 使用测试来验证CompletableFuture ####

接下来，我们编写一个测试方法来验证我们的异步任务：

public void test
    
    CompletableFuture() {
        
        CompletableFuture<User> getUser = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        
            // 此处省略获取User的具体逻辑
            return new User("Tom", 20);
        });
    
        CompletableFuture<Task> getTask = getUser.thenApply(user -> {
        
            // 此处省略创建Task的具体逻辑
            return new Task(user.getName() + "'s task", "Created");
        });
    
        CompletableFuture<Void> future = getTask.thenAccept(task -> System.out.println(task.getName() + ": " + task.getStatus()));
        
        future.join();  // 等待所有任务完成
    }

### 四、结语 ###

通过以上详细的讲解和实践，相信大家已经对CompletableFuture有了更深入的理解。在处理复杂的并发问题时，利用好CompletableFuture，可以帮助我们更加轻松地编写出高效且可读性强的代码。但同样需要注意，虽然CompletableFuture为我们提供了强大的工具，但正确、安全地使用多线程仍然是我们需要持续关注和学习的主题。