java中completablefuture用于处理异步任务，提高程序响应性和效率。1.它代表异步计算结果，支持链式调用定义后续操作；2.通过supplyasync/runasync创建异步任务，completedfuture创建已完成任务；3.使用thenapply/thenaccept/thenrun实现链式操作，thencombine/thencompose组合多个任务；4.提供allof/anyof编排多任务执行；5.通过exceptionally/handle/whencomplete处理异常；6.相比future，其优势是非阻塞回调、丰富组合能力、简化线程管理；7.选择executorservice需根据任务类型决定，如forkjoinpool适用于cpu密集型任务；8.get()方法会阻塞，应优先使用then系列方法避免阻塞；9.使用ortimeout设置超时，配合exceptionally处理超时异常；10.cancel()方法可取消任务，但不一定能立即停止执行；11.与spring集成可通过@async声明异步方法，返回completablefuture。
Java中，CompletableFuture提供了一种强大的方式来处理异步任务，它允许你组合、编排和管理异步操作，从而提高程序的响应性和效率。
解决方案
CompletableFuture的核心在于它代表了一个异步计算的结果，你可以链式调用它的方法来定义任务完成后的后续操作。以下是一些关键用法：
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
-
创建CompletableFuture:
-
CompletableFuture.supplyAsync(() -> ...): 用于执行一个有返回值的异步任务。 -
CompletableFuture.runAsync(() -> ...): 用于执行一个没有返回值的异步任务。 -
CompletableFuture.completedFuture(value): 创建一个已经完成的CompletableFuture，直接返回指定的值。
// 异步执行一个耗时操作，返回字符串 CompletableFuture
future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { // 模拟耗时操作 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); throw new RuntimeException(e); } return "Hello, Async World!"; }); // 异步执行一个无返回值操作 CompletableFuture voidFuture = CompletableFuture.runAsync(() -> { System.out.println("Running async task..."); }); -
-
链式操作:
-
thenApply(Function): 当CompletableFuture完成时，将结果传递给Function进行处理，返回一个新的CompletableFuture，包含Function的返回值。 -
thenAccept(Consumer): 当CompletableFuture完成时，将结果传递给Consumer进行处理，没有返回值。 -
thenRun(Runnable): 当CompletableFuture完成时，执行Runnable，没有返回值，也不关心CompletableFuture的结果。 -
thenCombine(CompletableFuture, BiFunction): 当两个CompletableFuture都完成时，将它们的结果传递给BiFunction进行处理，返回一个新的CompletableFuture，包含BiFunction的返回值。 -
thenCompose(Function): 类似于thenApply，但Function的返回值必须是另一个CompletableFuture，用于扁平化嵌套的CompletableFuture。 -
exceptionally(Function): 当CompletableFuture抛出异常时，使用Function处理异常，返回一个新的CompletableFuture，包含Function的返回值。
future.thenApply(result -> result.toUpperCase()) // 将结果转换为大写 .thenAccept(upperCaseResult -> System.out.println("Result: " + upperCaseResult)) // 打印结果 .exceptionally(ex -> { System.err.println("Error: " + ex.getMessage()); return null; // 或者返回一个默认值 }); -
-
组合多个CompletableFuture:
-
allOf(CompletableFuture...): 等待所有CompletableFuture完成。 -
anyOf(CompletableFuture...): 只要有一个CompletableFuture完成，就返回。
CompletableFuture
future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Task 1"); CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Task 2"); CompletableFuture allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2); allFutures.thenRun(() -> { System.out.println("All tasks completed!"); try { System.out.println("Result 1: " + future1.get()); System.out.println("Result 2: " + future2.get()); } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { e.printStackTrace(); } }); -
-
异常处理:
-
exceptionally(Function): 处理异常，返回一个备用值。 -
handle(BiFunction): 处理结果或异常，返回一个新值。 -
whenComplete(BiConsumer): 在完成时执行，无论成功还是失败，不修改结果。
CompletableFuture
futureWithException = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { throw new RuntimeException("Something went wrong!"); }); futureWithException.exceptionally(ex -> { System.err.println("Exception handled: " + ex.getMessage()); return "Default Value"; }).thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result)); -
CompletableFuture相比Future的优势是什么？
CompletableFuture最大的优势在于它提供了非阻塞的API，允许你注册回调函数，在任务完成时自动执行，而不需要像Future那样通过get()方法阻塞等待结果。 此外，CompletableFuture提供了更丰富的组合和编排能力，可以方便地构建复杂的异步流程。 Future需要手动进行线程管理，而CompletableFuture可以使用ForkJoinPool或者自定义的ExecutorService，简化了线程的管理。
无论做任何事情，都要有一定的方式方法与处理步骤。计算机程序设计比日常生活中的事务处理更具有严谨性、规范性、可行性。为了使计算机有效地解决某些问题，须将处理步骤编排好，用计算机语言组成“序列”，让计算机自动识别并执行这个用计算机语言组成的“序列”，完成预定的任务。将处理问题的步骤编排好，用计算机语言组成序列，也就是常说的编写程序。在Pascal语言中，执行每条语句都是由计算机完成相应的操作。编写Pascal程序，是利用Pasca
如何选择合适的ExecutorService？
选择合适的ExecutorService取决于你的应用场景。 如果是CPU密集型任务，可以使用ForkJoinPool.commonPool()或者创建一个固定大小的线程池。 如果是IO密集型任务，可以创建一个CachedThreadPool或者一个固定大小的线程池，并根据实际情况调整线程池的大小。 重要的是要监控线程池的使用情况，避免线程饥饿或线程过多导致性能下降。 也可以使用Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()来创建虚拟线程池，但需要JDK21及以上。
CompletableFuture的get()方法会阻塞吗？如何避免阻塞？
CompletableFuture.get()方法会阻塞当前线程，直到结果可用或超时。 为了避免阻塞，应该尽量使用非阻塞的回调方法，例如thenApply、thenAccept、thenRun等。 如果必须使用get()方法，可以设置超时时间，例如get(timeout, TimeUnit)，并在超时后进行处理。 另一种方法是使用join()方法，它会抛出一个未经检查的异常，不需要显式处理InterruptedException和ExecutionException。
如何处理CompletableFuture中的超时？
可以使用orTimeout(long, TimeUnit)方法来设置超时时间。 如果CompletableFuture在指定时间内没有完成，会抛出一个TimeoutException。 你可以使用exceptionally方法来处理这个异常。
CompletableFuturefutureWithTimeout = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); throw new RuntimeException(e); } return "Result"; }).orTimeout(1, TimeUnit.SECONDS); futureWithTimeout.thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result)) .exceptionally(ex -> { System.err.println("Timeout Exception: " + ex.getMessage()); return null; });
CompletableFuture的cancel()方法有什么作用？
CompletableFuture.cancel(boolean mayInterruptIfRunning)方法用于取消CompletableFuture的执行。 mayInterruptIfRunning参数指定是否中断正在运行的任务。 如果任务已经完成或已经被取消，调用此方法不会有任何效果。 取消一个CompletableFuture会使其抛出一个CancellationException。 需要注意的是，取消操作不一定能立即停止任务的执行，这取决于任务的具体实现。
CompletableFuture如何与Spring框架集成？
Spring框架提供了对CompletableFuture的良好支持。 你可以使用@Async注解将一个方法声明为异步方法，Spring会自动将其放入一个线程池中执行。 你还可以使用AsyncResult类来封装异步方法的返回值，并将其转换为CompletableFuture。
@Service
public class AsyncService {
@Async
public CompletableFuture doSomethingAsync() {
// 执行异步操作
return CompletableFuture.completedFuture("Async Result");
}
} 
