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Java使用CompletableFuture實(shí)現(xiàn)異步編程

 更新時(shí)間:2025年01月16日 11:08:07   作者:加瓦點(diǎn)燈  
在現(xiàn)代 Java 開(kāi)發(fā)中,異步編程是一項(xiàng)重要技能,而 CompletableFuture 是從 Java 8 開(kāi)始提供的一個(gè)功能強(qiáng)大的工具,用于簡(jiǎn)化異步任務(wù)的編寫和組合,本文將詳細(xì)介紹 CompletableFuture 的基本使用和一些常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景,需要的朋友可以參考下

1. 為什么選擇 CompletableFuture?

傳統(tǒng)的異步編程通常依賴于回調(diào)或 Future,但這些方法存在一些缺陷:

  • 回調(diào)地獄:嵌套層級(jí)多,代碼難以閱讀。
  • Future 的 get() 方法是阻塞的,無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)非阻塞式編程。

CompletableFuture 的優(yōu)勢(shì)在于:

  • 支持非阻塞操作。
  • 提供豐富的 API 用于任務(wù)的組合和處理。
  • 更好的錯(cuò)誤處理機(jī)制。

2. 基本用法

創(chuàng)建一個(gè) CompletableFuture

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建一個(gè)異步任務(wù)
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000); // 模擬耗時(shí)操作
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            return "Hello, CompletableFuture!";
        });

        // 非阻塞地獲取結(jié)果
        future.thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result));

        System.out.println("Main thread is not blocked");

        // 防止主線程退出過(guò)早
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

輸出

Main thread is not blocked
Result: Hello, CompletableFuture!

3. 任務(wù)組合

thenApply: 轉(zhuǎn)換結(jié)果

thenApply 方法用于將異步任務(wù)的結(jié)果轉(zhuǎn)換為另一種類型。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "42")
    .thenApply(Integer::parseInt)
    .thenApply(num -> num * 2);

future.thenAccept(result -> System.out.println("Final Result: " + result));

thenCompose: 鏈?zhǔn)秸{(diào)用

thenCompose 用于在一個(gè)任務(wù)完成后啟動(dòng)另一個(gè)異步任務(wù)。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
    .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + " World!"));

future.thenAccept(System.out::println);

thenCombine: 合并兩個(gè)任務(wù)

thenCombine 用于合并兩個(gè)獨(dú)立的異步任務(wù)的結(jié)果。

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

CompletableFuture<String> result = future1.thenCombine(future2, (s1, s2) -> s1 + " " + s2);
result.thenAccept(System.out::println);

4. 異常處理

在異步任務(wù)中,異常處理非常重要。CompletableFuture 提供了多種方法來(lái)優(yōu)雅地處理異常。

exceptionally: 捕獲異常并返回默認(rèn)值

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) {
        throw new RuntimeException("Something went wrong");
    }
    return "Success";
}).exceptionally(ex -> {
    System.out.println("Exception: " + ex.getMessage());
    return "Default Value";
});

future.thenAccept(System.out::println);

handle: 處理結(jié)果和異常

handle 方法無(wú)論任務(wù)成功還是失敗都會(huì)執(zhí)行,并可以訪問(wèn)異常信息。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) {
        throw new RuntimeException("Error occurred");
    }
    return "Success";
}).handle((result, ex) -> {
    if (ex != null) {
        System.out.println("Exception: " + ex.getMessage());
        return "Recovered from error";
    }
    return result;
});

future.thenAccept(System.out::println);

5. 實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景

并發(fā)請(qǐng)求處理

在需要同時(shí)處理多個(gè)請(qǐng)求時(shí),可以利用 allOf 或 anyOf 方法。

allOf: 等待所有任務(wù)完成

CompletableFuture<Void> allTasks = CompletableFuture.allOf(
    CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Task 1")),
    CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Task 2")),
    CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Task 3"))
);

allTasks.thenRun(() -> System.out.println("All tasks completed"));

anyOf: 任意任務(wù)完成即返回

CompletableFuture<Object> anyTask = CompletableFuture.anyOf(
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Task 1 completed"),
    CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Task 2 completed")
);

anyTask.thenAccept(result -> System.out.println("First completed: " + result));

6. 總結(jié)

CompletableFuture 是 Java 異步編程的強(qiáng)大工具,提供了豐富的 API 來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)的創(chuàng)建、組合和異常處理。通過(guò)熟練掌握 CompletableFuture,可以編寫更加簡(jiǎn)潔高效的異步代碼。

以上就是Java使用CompletableFuture實(shí)現(xiàn)異步編程的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java CompletableFuture異步編程的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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