CompletableFuture 提供串行（thenApply/thenCompose）、并行（thenCombine/allOf）及异常处理（exceptionally/handle）组合操作，支持非阻塞异步编程，提升并发性能与代码可读性，建议避免阻塞调用、使用自定义线程池并合理选择组合方式以优化异步流程。
在Java中，CompletableFuture 是实现异步编程的核心工具之一。它不仅支持非阻塞的任务执行，还提供了丰富的组合操作方法，能够将多个异步任务以声明式方式串联、并行或聚合处理。合理使用这些组合技巧，可以显著提升程序的并发性能和代码可读性。
串行执行：thenApply、thenCompose
当你需要一个异步任务完成后，再基于其结果执行下一个任务时，适合使用串行组合。
- thenApply：用于对上一步的结果进行同步转换，返回一个新的值。适用于简单的数据处理。
- thenCompose：用于链式调用另一个返回 CompletableFuture 的方法，能扁平化嵌套的 CompletableFuture 结构。
示例：
CompletableFuturefuture = CompletableFuture .supplyAsync(() -> "Hello") .thenApply(s -> s + " World") .thenApply(String::toUpperCase); future.thenAccept(System.out::println); // 输出: HELLO WORLD
并行执行：thenCombine、allOf
多个独立的异步任务可以并行执行，之后合并结果。
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- thenCombine：当两个异步任务都完成后，将其结果合并处理。
- CompletableFuture.allOf：等待多个 CompletableFuture 全部完成，常用于无返回值但需同步结束的场景。
示例：
CompletableFuturetask1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {} return 42; }); CompletableFuture task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Answer"); CompletableFuture combined = task1.thenCombine(task2, (num, str) -> str + " is " + num); combined.thenAccept(System.out::println); // 输出: Answer is 42
若要等待多个任务完成：
CompletableFutureallDone = CompletableFuture.allOf(task1, task2); allDone.thenRun(() -> System.out.println("所有任务已完成"));
异常处理与默认值：exceptionally、handle
异步任务可能出错，CompletableFuture 提供了优雅的异常处理机制。
- exceptionally：仅在发生异常时提供回退值。
- handle：无论是否异常都会执行，可用于统一处理结果或错误。
示例：
CompletableFutureriskyTask = CompletableFuture .supplyAsync(() -> { throw new RuntimeException("失败"); }) .exceptionally(ex -> { System.out.println("捕获异常: " + ex.getMessage()); return -1; // 返回默认值 }); riskyTask.thenAccept(System.out::println); // 输出: -1
实际应用建议
在真实项目中，组合异步任务应关注以下几点：
- 避免阻塞调用如 join() 或 get() 在主线程中过早使用，防止失去异步优势。
- 使用自定义线程池（通过 supplyAsync(Supplier, Executor)）避免默认 ForkJoinPool 被耗尽。
- 对于必须按顺序执行且依赖前一个 CompletableFuture 的情况，优先选择 thenCompose 而不是 thenApply 避免嵌套。
- allOf 返回的是 CompletableFuture
，需手动获取各任务结果。
基本上就这些。掌握这些组合技巧后，你可以更灵活地构建高效、清晰的异步流程。
