completablefuture

### CompletableFuture 的用法及错误处理 CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个强大工具，用于处理异步编程和复杂的任务链。它不仅支持异步执行任务，还提供了丰富的 API 来处理任务的结果或异常。 #### 基本概念 CompletableFuture 是一个 Future 的增强版本，允许开发者通过回调函数来处理任务完成后的结果或异常[^1]。它支持多种方法来组合多个异步任务，例如 `thenApply`、`thenAccept`、`exceptionally` 等。 #### 创建 CompletableFuture 可以使用以下几种方式创建 CompletableFuture： - 使用 `runAsync` 方法运行不返回结果的任务。 ```java CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> { System.out.println("Running in a separate thread: " + Thread.currentThread().getName()); }); future.join(); // Wait for the task to complete ``` - 使用 `supplyAsync` 方法运行返回结果的任务。 ```java CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { return "Result from supplyAsync"; }); System.out.println(future.join()); // Output the result ``` #### 链式调用 CompletableFuture 支持链式调用来处理任务的结果或异常。例如： - `thenApply`：对前一个任务的结果进行转换。 ```java CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello") .thenApply(s -> s + " World"); System.out.println(future.join()); // Output: Hello World ``` - `thenAccept`：消费前一个任务的结果。 ```java CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello World") .thenAccept(System.out::println); ``` - `thenCompose`：将一个 CompletableFuture 的结果作为另一个 CompletableFuture 的输入。 ```java CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello") .thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + " World")); System.out.println(future.join()); // Output: Hello World ``` #### 错误处理 当任务抛出异常时，可以使用 `exceptionally` 或 `handle` 方法来捕获并处理异常。 - `exceptionally`：为任务的异常提供一个默认值。 ```java CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { throw new RuntimeException("Task failed"); }).exceptionally(ex -> "Default Value on Exception: " + ex.getMessage()); System.out.println(future.join()); // Output: Default Value on Exception: Task failed ``` - `handle`：为任务的成功或失败提供统一的处理逻辑。 ```java CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { throw new RuntimeException("Task failed"); }).handle((result, ex) -> { if (ex != null) { return "Handled Exception: " + ex.getMessage(); } return "Result: " + result; }); System.out.println(future.join()); // Output: Handled Exception: Task failed ``` #### 并行任务 可以通过 `allOf` 和 `anyOf` 方法来组合多个 CompletableFuture。 - `allOf`：等待所有任务完成。 ```java CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf( CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Task 1")), CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Task 2")) ); allFutures.join(); // Wait for both tasks to complete ``` - `anyOf`：等待任意一个任务完成。 ```java CompletableFuture<Object> anyFuture = CompletableFuture.anyOf( CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) {} return "Task 1"; }), CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) {} return "Task 2"; }) ); System.out.println(anyFuture.join()); // Output: Task 2 ``` #### 实际应用 在实际开发中，CompletableFuture 可以用于异步加载数据、并发任务调度等场景。例如，结合数据库查询和缓存操作： ```java CompletableFuture<String> dbFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { // Simulate database query try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) {} return "Data from DB"; }); CompletableFuture<String> cacheFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { // Simulate cache lookup try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) {} return "Data from Cache"; }); CompletableFuture<Void> combinedFuture = dbFuture.thenAcceptBoth(cacheFuture, (dbResult, cacheResult) -> { System.out.println("DB Result: " + dbResult); System.out.println("Cache Result: " + cacheResult); }); combinedFuture.join(); ```