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Java多线程开发工具之CompletableFuture怎么应用

更新时间：2023-10-07

前言

CompletableFuture是Java 8中引入的一个多线程开发工具，它提供了一种方便的方式来以异步的方式处理任务结果。它基于Future接口，但提供了更多的方法和功能，使得在开发异步应用程序时更加灵活和高效。

使用CompletableFuture的基本原理

在使用CompletableFuture之前，我们需要了解一下它的基本原理。CompletableFuture通过一个称为Promise的中间对象来实现异步任务的处理。Promise是一个返回结果的对象，它代表了一个未来可能会完成的结果。当任务完成时，Promise会被标记为已完成，并将结果传递给等待的线程。

CompletableFuture将任务分为两个阶段：stage1和stage2。stage1表示一个任务执行的起始阶段，它可以是一个已经完成的任务，或者是一个以异步方式执行的任务。stage2表示在stage1完成后要执行的操作，例如对stage1的结果进行转换、组合或应用其他操作。

使用CompletableFuture的常见应用场景

CompletableFuture适用于许多不同的应用场景。下面是一些常见的用法：

1. 异步任务的执行和结果处理

CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 异步执行的任务
    return 42;
});
future.thenAccept(result -> {
    // 对任务执行结果进行处理
    System.out.println("Result: " + result);
});

上述示例中，使用CompletableFuture的supplyAsync方法创建了一个异步任务，然后使用thenAccept方法对任务的执行结果进行处理。在任务执行完成后，回调函数会被调用并传递结果。

2. 多个任务的并行执行

CompletableFuture future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");

CompletableFuture combinedFuture = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
combinedFuture.thenRun(() -> {
    // 对多个任务的结果进行处理
    String result1 = future1.join();
    String result2 = future2.join();
    System.out.println(result1 + " " + result2);
});

上述示例中，使用CompletableFuture的allOf方法将多个异步任务组合在一起，并在所有任务完成后执行回调函数。通过调用join方法，可以获取每个任务的结果并进行处理。

3. 异常处理

CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 执行可能会抛出异常的任务
    throw new RuntimeException("Something went wrong");
});

future.exceptionally(ex -> {
    // 异常处理
    System.out.println("Exception: " + ex.getMessage());
    return 0;
});

上述示例中，使用CompletableFuture的exceptionally方法可以处理任务执行过程中抛出的异常。当任务执行抛出异常时，异常处理函数会被调用，并返回一个默认的结果。

总结

CompletableFuture是一个强大而易用的多线程开发工具，它提供了灵活的方式来处理异步任务的执行和结果处理。通过使用CompletableFuture，我们可以轻松地编写高效的异步应用程序，并利用多核处理器提高程序的性能。

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