Java并发编程: 第九章 异步编程
文章目录
- 一、CompletableFuture是什么
- 二、CompletableFuture的应用场景
- 三、CompletableFuture详解
- 四、CompletableFuture API使用
- 1、串行任务
一、CompletableFuture是什么
CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个功能强大的类，它实现了 Future 和 CompletionStage 接口，用于异步编程。CompletableFuture 提供了一种函数式编程的方式来处理异步计算的结果，允许你以非阻塞的方式组合和链接异步操作。
使用 CompletableFuture，你可以轻松地将多个异步操作组合成一个链式调用，并在每个异步操作完成后执行某些操作（比如转换结果、组合多个结果、处理异常等）。这使得异步编程更加直观和易于管理。
CompletableFuture 的主要特点包括：
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非阻塞：异步操作不会阻塞当前线程的执行。
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链式调用：通过 thenApply, thenAccept, thenCompose, exceptionally 等方法，可以很容易地将多个异步操作链接起来。
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异常处理：提供了 exceptionally 方法来处理异步操作中的异常。
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组合：可以很容易地将多个 CompletableFuture 的结果组合成一个结果。
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取消操作：提供了取消异步操作的能力。
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灵活的完成通知：可以使用 whenComplete 或 thenRun 在异步操作完成时执行某些操作，无论操作是否成功。
二、CompletableFuture的应用场景
CompletableFuture 在 Java 中有着广泛的应用场景，特别适用于那些需要异步处理、并行计算或者组合多个异步结果的情况。以下是一些 CompletableFuture 的典型应用场景：
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异步编程
当你有一个长时间运行的任务，比如从数据库或远程服务获取数据，而你不希望这个任务阻塞主线程时，可以使用 CompletableFuture 来异步执行这个任务。这样，主线程可以继续处理其他任务，而 CompletableFuture 会在后台线程中执行耗时操作，并在操作完成后通知你。 -
链式调用和组合异步操作
CompletableFuture 提供了丰富的 API 来组合和链接异步操作。例如，你可以使用 thenApply 来转换异步操作的结果，使用 thenCompose 来链接多个异步操作，或者使用 allOf 和 anyOf 来等待多个 CompletableFuture 完成。 -
响应式编程
在响应式编程模型中，数据流是异步的，并且可以被处理、转换和组合。CompletableFuture 可以作为响应式流（如 Reactor 或 RxJava）的补充，用于处理异步计算的结果。 -
服务集成
在微服务架构中，服务之间的通信通常是异步的。你可以使用 CompletableFuture 来封装远程服务调用的结果，并在结果可用时进行处理。 -
GUI 应用程序
在图形用户界面（GUI）应用程序中，长时间运行的任务可能会阻塞用户界面，导致应用程序无响应。使用 CompletableFuture 可以将这些任务移到后台线程中执行，从而保持用户界面的响应性。 -
批处理和并行计算
对于需要处理大量数据或执行复杂计算的任务，可以使用 CompletableFuture 来并行处理数据或计算任务。通过将任务拆分成多个子任务，并使用 CompletableFuture 来异步执行它们，可以显著提高整体性能。 -
错误处理和异常管理
CompletableFuture 提供了 exceptionally 方法来处理异步操作中发生的异常。你可以在这个方法中定义异常处理逻辑，比如记录日志、重试操作或通知用户。