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CompletableFuture是Java 8提供的一种异步编程方式，它以函数式编程API的形式提供了丰富的异步操作接口。相比于传统的Future异步方式，CompletableFuture更为灵活和易用，可以轻松地完成异步任务的处理和组合。本文将从CompletableFuture的定义、基础用法和高级用法等方面进行详细介绍，并附带JAVA代码示例。
一、CompletableFuture的定义
CompletableFuture是Java 8提供的一种异步编程方式，它是对Future异步的增强版本。与Future相比，CompletableFuture的优势在于它提供了丰富的异步操作接口，这些接口可以用于管理异步任务的执行状态、处理异步任务的结果以及组合两个或多个异步任务等。
二、CompletableFuture的基础用法
创建CompletableFuture对象
在Java中，可以通过CompletableFuture的静态工厂方法创建一个CompletableFuture对象，示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture = new CompletableFuture<>();
异步执行任务
使用supplyAsync方法可以异步执行一个任务，示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
// 异步执行的任务
return "Hello, CompletableFuture!";
});
获取异步执行结果
可以使用get()方法获取异步任务的执行结果，与Future相似。示例如下：
String result = completableFuture.get();
处理任务异常
在异步任务执行过程中，如果出现异常，可以通过exceptionally()方法来处理异常，示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
throw new RuntimeException("Exception occurred!");
}).exceptionally(throwable -> {
System.out.println(throwable.getMessage());
return "Default value";
});
链式调用异步任务
使用thenApply()方法可以将一个异步任务的执行结果作为输入，进行进一步的处理，示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "Hello, CompletableFuture!";
}).thenApply(result -> {
return "Modified result: " + result;
});
组合两个异步任务
可以使用thenCompose()方法来组合两个异步任务，实现任务间的串行执行。示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "Hello, ";
});
CompletableFuture<String> completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "CompletableFuture!";
});
CompletableFuture<String> completableFuture3 = completableFuture1.thenCompose(result1 -> {
return completableFuture2.thenApply(result2 -> {
return result1 + result2;
});
});
合并两个异步任务
使用thenCombine()方法可以将两个异步任务的执行结果进行合并，示例如下：
CompletableFuture<Integer> completableFuture1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return 2;
});
CompletableFuture<Integer> completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return 3;
});
CompletableFuture<Integer> completableFuture3 = completableFuture1.thenCombine(completableFuture2, (result1, result2) -> {
return result1 + result2;
});
三、CompletableFuture的高级用法
异步任务超时处理
使用completeOnTimeout()方法可以为异步任务设置超时时间，如果任务在规定时间内未执行完毕，则返回一个默认值。示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
// 异步执行的任务
return "Hello, CompletableFuture!";
}).completeOnTimeout("Default value", 1, TimeUnit.SECONDS);
异步任务异常处理链
使用handle()方法可以在异步任务完成后处理可能产生的异常，示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
throw new RuntimeException("Exception occurred!");
}).handle((result, throwable) -> {
if (throwable != null) {
System.out.println(throwable.getMessage());
return "Default value";
} else {
return result;
}
});
并发执行异步任务
使用allOf()或anyOf()方法可以并发执行多个异步任务，示例如下：
CompletableFuture<String> completableFuture1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "Hello";
});
CompletableFuture<String> completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "CompletableFuture";
});
CompletableFuture<Void> completableFuture3 = CompletableFuture.allOf(completableFuture1, completableFuture2);
CompletableFuture<String> completableFuture1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
Thread.sleep(2000);
return "Hello";
});
CompletableFuture<String> completableFuture2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
Thread.sleep(1000);
return "CompletableFuture";
});
CompletableFuture<Object> completableFuture3 = CompletableFuture.anyOf(completableFuture1, completableFuture2);
四、总结
本文通过Java代码示例详细介绍了CompletableFuture的定义、基础用法和高级用法等。相比于传统的Future异步方式，CompletableFuture提供了更为灵活和易用的异步编程方式，能够帮助我们更好地管理异步任务的执行状态、处理异步任务的结果以及组合多个异步任务等。使用CompletableFuture能够提高程序的并发性能，并且代码编写更加简洁易懂，是异步编程的不错选择。
