【Java】深入理解CompletableFuture：Java中强大的异步编程工具

博主： Fivk
发布时间：2024 年 01 月 17 日
849 次浏览
暂无评论
5101字数
分类： Java

摘要：CompletableFuture是Java中用于处理异步操作的强大工具，它提供了丰富的API方法和灵活的功能，可以简化并发编程的复杂性。本文将介绍CompletableFuture的API文档、用途、案例和详细说明，帮助读者深入理解和灵活运用CompletableFuture。

</div>

# 1. CompletableFuture的API文档

CompletableFuture类提供了许多API方法来处理异步任务。以下是CompletableFuture类的一些常用API方法：

1. 创建CompletableFuture对象的静态方法：

- `static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)`
   - `static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable, Executor executor)`
   - `static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)`
   - `static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)`
2. 异步任务完成时的处理方法：

- `CompletableFuture<T> thenApply(Function<? super T, ? extends U> fn)`
   - `CompletableFuture<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action)`
   - `CompletableFuture<Void> thenRun(Runnable action)`
3. 组合多个CompletableFuture对象的方法：

- `CompletableFuture<U> thenCompose(Function<? super T, ? extends CompletionStage<U>> fn)`
   - `CompletableFuture<Void> thenCombine(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T, ? super U, ? extends V> fn)`
4. 异常处理方法：

- `CompletableFuture<T> exceptionally(Function<Throwable, ? extends T> fn)`
   - `CompletableFuture<T> handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn)`
5. 并行执行多个CompletableFuture对象的方法：

- `static CompletableFuture<Void> allOf(CompletableFuture<?>... cfs)`
   - `static CompletableFuture<Object> anyOf(CompletableFuture<?>... cfs)`

# 2. CompletableFuture的用途

CompletableFuture在异步编程中有广泛的应用，它可以帮助开发人员处理异步操作的完成、组合和转换。下面是CompletableFuture的一些常见用途：

- 异步任务的执行和结果获取：通过CompletableFuture的静态方法`supplyAsync`和`runAsync`，可以创建异步任务并获取其执行结果。
- 异步任务完成时的处理：使用`thenApply`、`thenAccept`和`thenRun`等方法，可以在异步任务完成时对结果进行转换、消费或执行指定的操作。
- 多个异步任务的组合：通过`thenCompose`和`thenCombine`等方法，可以将多个CompletableFuture对象进行组合，实现任务的串行或并行执行，并对结果进行处理。
- 异常处理：使用`exceptionally`和`handle`等方法，可以对异步任务发生的异常进行处理，并返回默认值或进行其他操作。
- 并行执行多个异步任务：通过`allOf`和`anyOf`等方法，可以并行执行多个CompletableFuture对象，并在它们全部完成或任意一个完成时进行相应的操作。

# 3. CompletableFuture的案例和说明

下面是几个使用CompletableFuture的案例和详细说明：

## 3.1 异步任务的执行和结果获取

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建CompletableFuture对象，执行异步任务并返回结果
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello, CompletableFuture!");

// 获取异步任务的结果
        String result = future.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`supplyAsync`方法创建了一个CompletableFuture对象，执行异步任务并返回结果。使用`join`方法获取异步任务的结果。

## 3.2 异步任务完成时的处理

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

// 当异步任务完成时，对结果进行转换
        CompletableFuture<Integer> transformedFuture = future.thenApply(s -> s.length());

// 获取转换后的结果
        int result = transformedFuture.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`thenApply`方法，在异步任务完成时对结果进行转换。使用`join`方法获取转换后的结果。

## 3.3 组合多个CompletableFuture对象

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建两个CompletableFuture对象，执行异步任务并返回结果
        CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
        CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 20);

// 将两个CompletableFuture对象进行组合，计算它们的和
        CompletableFuture<Integer> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (x, y) -> x + y);

// 获取组合后的结果
        int result = combinedFuture.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`thenCombine`方法，将两个CompletableFuture对象进行组合，计算它们的和。使用`join`方法获取组合后的结果。

## 3.4 异常处理

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建CompletableFuture对象，执行可能会抛出异常的异步任务
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 模拟一个可能会抛出异常的操作
            if (Math.random() < 0.5) {
                throw new RuntimeException("Oops, something went wrong!");
            }
            return 42;
        });

// 当异步任务发生异常时，进行异常处理并返回默认值
        CompletableFuture<Integer> handledFuture = future.exceptionally(ex -> {
            System.out.println("Exception occurred: " + ex.getMessage());
            return -1;
        });

// 获取处理后的结果
        int result = handledFuture.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`exceptionally`方法，在异步任务发生异常时进行异常处理，并返回默认值。使用`join`方法获取处理后的结果。

## 3.5 并行执行多个CompletableFuture对象

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建多个CompletableFuture对象，执行异步任务并返回结果
        CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
        CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 20);
        CompletableFuture<Integer> future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 30);

// 当所有CompletableFuture对象都完成时，执行指定的操作
        CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3);
        allFutures.thenRun(() -> System.out.println("All futures completed!"));
    }
}
```

说明：上述代码通过`allOf`方法，并行执行多个CompletableFuture对象，并在它们全部完成时执行指定的操作。

# 结论

CompletableFuture是Java中强大的异步编程工具，它提供了丰富的API方法和灵活的功能，可以简化并发编程的复杂性。通过使用CompletableFuture，开发人员可以更方便地处理异步任务的完成、组合和转换。本文介绍了CompletableFuture的API文档、用途、案例和详细说明，希望能帮助读者深入理解和灵活运用CompletableFuture。

最后修改：2024 年 01 月 18 日

如果觉得我的文章对你有用，请随意赞赏

发表评论取消回复
使用cookie技术保留您的个人信息以便您下次快速评论，继续评论表示您已同意该条款

评论 *

私密评论

名称 *

🎲

邮箱 *

地址

【Java】深入理解CompletableFuture：Java中强大的异步编程工具

Fivk • 2024 年 01 月 17 日

</div>

# 1. CompletableFuture的API文档

CompletableFuture类提供了许多API方法来处理异步任务。以下是CompletableFuture类的一些常用API方法：

1. 创建CompletableFuture对象的静态方法：

- `static CompletableFuture<Void> allOf(CompletableFuture<?>... cfs)`
   - `static CompletableFuture<Object> anyOf(CompletableFuture<?>... cfs)`

# 2. CompletableFuture的用途

CompletableFuture在异步编程中有广泛的应用，它可以帮助开发人员处理异步操作的完成、组合和转换。下面是CompletableFuture的一些常见用途：

# 3. CompletableFuture的案例和说明

下面是几个使用CompletableFuture的案例和详细说明：

## 3.1 异步任务的执行和结果获取

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

// 获取异步任务的结果
        String result = future.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`supplyAsync`方法创建了一个CompletableFuture对象，执行异步任务并返回结果。使用`join`方法获取异步任务的结果。

## 3.2 异步任务完成时的处理

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

// 当异步任务完成时，对结果进行转换
        CompletableFuture<Integer> transformedFuture = future.thenApply(s -> s.length());

// 获取转换后的结果
        int result = transformedFuture.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`thenApply`方法，在异步任务完成时对结果进行转换。使用`join`方法获取转换后的结果。

## 3.3 组合多个CompletableFuture对象

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

// 将两个CompletableFuture对象进行组合，计算它们的和
        CompletableFuture<Integer> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (x, y) -> x + y);

// 获取组合后的结果
        int result = combinedFuture.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`thenCombine`方法，将两个CompletableFuture对象进行组合，计算它们的和。使用`join`方法获取组合后的结果。

## 3.4 异常处理

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

// 获取处理后的结果
        int result = handledFuture.join();
        System.out.println(result);
    }
}
```

说明：上述代码通过`exceptionally`方法，在异步任务发生异常时进行异常处理，并返回默认值。使用`join`方法获取处理后的结果。

## 3.5 并行执行多个CompletableFuture对象

```java
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

说明：上述代码通过`allOf`方法，并行执行多个CompletableFuture对象，并在它们全部完成时执行指定的操作。

# 结论

【Java】深入理解CompletableFuture：Java中强大的异步编程工具

发表评论取消回复
使用cookie技术保留您的个人信息以便您下次快速评论，继续评论表示您已同意该条款

【踩坑日志】SpringBoot项目启动提示This primary key of "id" is primitive !不建议如此请使用包装类 in Class:

【开发技巧】@CrossOrigin注解解决跨域问题

【C】极域电子教室学生端解除控制

这是好东西

【Fivk】文章归档

【ACM】大勾股定理(仿2021 520钻石争霸赛7-5—浙江大学陈越)

【Java】权限修饰符及关键字

【动态规划】01背包

【Java】集合之List

【JavaWeb】将项目搭建到服务器（已解决）

【Java】深入理解CompletableFuture：Java中强大的异步编程工具

发表评论 取消回复 使用cookie技术保留您的个人信息以便您下次快速评论，继续评论表示您已同意该条款

【Java】深入理解CompletableFuture：Java中强大的异步编程工具

发表评论取消回复
使用cookie技术保留您的个人信息以便您下次快速评论，继续评论表示您已同意该条款