Java如何使用CompletableFuture结合异常处理_Java异步编程容错机制

CompletableFuture通过exceptionally、handle和whenComplete实现异常处理：1. exceptionally捕获异常并返回默认值，适用于可预期错误；2. handle统一处理成功与失败情况，灵活返回结果或转换异常；3. whenComplete用于日志记录或资源清理，不改变结果；4. 链式调用中异常会跳过后续步骤直至被处理，建议在链尾添加兜底逻辑。合理组合这些方法可提升异步程序的稳定性和容错能力。

在Java异步编程中，CompletableFuture 是实现非阻塞任务编排和高效并发处理的核心工具。但异步任务难免出现异常，如何结合异常处理机制保障程序的稳定性，是构建健壮系统的关键。下面介绍几种常用方式，帮助你在使用 CompletableFuture 时有效应对异常。

1. 使用 exceptionally 处理异常并返回默认值

当某个异步任务抛出异常时，可以使用 exceptionally 方法捕获异常，并返回一个默认结果，避免整个链式调用中断。

示例：

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CompletableFuture future = CompletableFuture
    .supplyAsync(() -> {
        if (Math.random() < 0.5) throw new RuntimeException("请求失败");
        return "正常结果";
    })
    .exceptionally(ex -> {
        System.out.println("捕获异常: " + ex.getMessage());
        return "备用结果";
    });

System.out.println(future.join()); // 可能输出“备用结果”

2. 使用 handle 实现统一的结果与异常处理

handle 方法比 exceptionally 更灵活，它无论是否发生异常都会执行，接收两个参数：结果和异常。你可以根据情况决定返回值。

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示例：

CompletableFuture future = CompletableFuture
    .supplyAsync(() -> {
        return callRemoteService(); // 可能抛出异常
    })
    .handle((result, ex) -> {
        if (ex != null) {
            System.err.println("调用失败: " + ex.getMessage());
            return "服务不可用，请稍后重试";
        }
        return "响应: " + result;
    });

3. 使用 whenComplete 执行清理或日志记录

whenComplete 用于执行副作用操作（如日志、资源释放），不改变返回结果，也不能阻止异常传播。

示例：

CompletableFuture future = CompletableFuture
    .supplyAsync(() -> fetchData())
    .whenComplete((result, ex) -> {
        if (ex != null) {
            System.out.println("任务失败，原因: " + ex.getClass());
        } else {
            System.out.println("任务成功，结果长度: " + result.length());
        }
    });

4. 异常传递与链式容错设计

在多个 thenCompose、thenApply 链式调用中，一旦某一步抛出异常，后续步骤将跳过，直到遇到 exceptionally 或 handle 才会被处理。

示例：组合多个服务调用并容错

CompletableFuture result = serviceCall1()
    .thenCompose(data -> serviceCall2(data))
    .thenApply(response -> formatResponse(response))
    .exceptionally(ex -> {
        if (ex instanceof TimeoutException) {
            return "服务超时，使用缓存";
        } else if (ex instanceof IOException) {
            return "网络问题，加载本地数据";
        }
        return "未知错误";
    });