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Java中如何用CompletableFuture组合异步操作

穿越時空
发布: 2025-06-23 22:20:02
原创
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completablefuture的常用组合方法包括thencombine、thencompose、allof、thenapply、thenaccept、anyof和ortimeout。其中thencombine用于合并两个独立future的结果,thencompose用于将一个future的结果作为另一个future的输入,allof用于等待多个future完成,thenapply允许对一个future的结果进行转换,thenaccept允许对结果执行操作但不返回值,anyof允许等待多个future中的任何一个完成,ortimeout用于设置超时时间。此外,处理异常的方法包括exceptionally提供默认值或恢复逻辑,handle用于同时处理正常结果和异常情况,并且相较于传统future,completablefuture具有非阻塞性、丰富的组合能力、异常处理机制及支持超时控制等优势,显著提升了异步编程的灵活性和健壮性。

Java中如何用CompletableFuture组合异步操作

使用CompletableFuture组合异步操作,核心在于将多个独立的异步任务串联或并行执行,最终得到一个整合的结果。这能显著提升程序的并发性和响应速度,尤其是在处理I/O密集型任务时。

Java中如何用CompletableFuture组合异步操作
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class CompletableFutureExample {

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 模拟耗时操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                return "Error in Future 1";
            }
            return "Result from Future 1";
        });

        CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 模拟另一个耗时操作
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                return "Error in Future 2";
            }
            return "Result from Future 2";
        });

        // 使用 thenCombine 组合两个 Future 的结果
        CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> {
            return result1 + " and " + result2;
        });

        // 获取组合后的结果
        String finalResult = combinedFuture.get();
        System.out.println("Combined Result: " + finalResult);

        // 使用 thenCompose 链接 Future
        CompletableFuture<String> composedFuture = future1.thenCompose(result1 -> {
            return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                return result1 + " processed further";
            });
        });

        String composedResult = composedFuture.get();
        System.out.println("Composed Result: " + composedResult);

        // 使用 allOf 等待所有 Future 完成
        CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2);

        allFutures.get(); // 等待所有 future 完成
        System.out.println("All futures completed");

        // 处理异常
        CompletableFuture<String> futureWithError = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            throw new RuntimeException("Simulated error");
        }).exceptionally(ex -> {
            System.err.println("Caught exception: " + ex.getMessage());
            return "Recovered from error";
        });

        String errorResult = futureWithError.get();
        System.out.println("Error Result: " + errorResult);
    }
}
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CompletableFuture的核心在于它提供了一系列方法来组合、链接和处理异步操作的结果。 thenCombine 用于合并两个独立Future的结果, thenCompose 用于将一个Future的结果作为另一个Future的输入, allOf 用于等待多个Future完成,而 exceptionally 用于处理异常情况。

Java中如何用CompletableFuture组合异步操作

CompletableFuture有哪些常用的组合方法?

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Java中如何用CompletableFuture组合异步操作

除了上面提到的 thenCombinethenComposeallOf,还有一些其他常用的组合方法。 例如, thenApply 允许你对一个Future的结果进行转换,而 thenAccept 允许你对结果执行一些操作,但不返回任何值。 anyOf 允许你等待多个Future中的任何一个完成。 orTimeout 允许你设置超时时间,如果Future在指定时间内未完成,则会抛出异常。

如何处理CompletableFuture中的异常?

处理 CompletableFuture 中的异常至关重要,否则未捕获的异常可能会导致程序崩溃或产生不可预测的行为。 除了 exceptionally 方法,还可以使用 handle 方法来同时处理正常结果和异常情况。 exceptionally 提供了一种简单的方式来提供一个默认值或执行一些恢复操作,而 handle 提供了更大的灵活性,允许你根据结果或异常来执行不同的逻辑。 另外,需要注意的是,如果Future抛出了受检异常,则需要在调用 get() 方法时捕获 ExecutionExceptionInterruptedException

CompletableFuture与传统的Future相比有什么优势?

CompletableFuture 相较于传统的 Future 接口,最大的优势在于其非阻塞性和组合性。 传统的 Future 接口在调用 get() 方法时会阻塞当前线程,直到结果可用为止。 而 CompletableFuture 允许你注册回调函数,在结果可用时自动执行,而无需阻塞。 此外,CompletableFuture 提供了丰富的组合方法,可以轻松地将多个异步操作链接在一起,而传统的 Future 接口则缺乏这种灵活性。 CompletableFuture 还支持异常处理和超时控制,使得异步编程更加健壮和易于管理。 另一个关键区别在于 CompletableFuture 实现了 CompletionStage 接口,这使得它可以与其他异步组件(如 Reactive Streams)无缝集成。

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