浅析JUC之CompletableFuture类及组合

后端

2023-11-01 05:27:50

使用CompletableFuture简化异步编程

在现代软件开发中，异步编程已变得至关重要，它允许应用程序在不阻塞主线程的情况下执行任务。Java 8 引入了 CompletableFuture 类，为异步编程提供了高级抽象，简化了并行计算和任务组合。

什么是CompletableFuture？

CompletableFuture 是一个表示异步计算结果的类。它允许您创建和管理异步任务，并通过提供完成、异常处理和组合机制来提高代码的可读性和可维护性。

构造CompletableFuture

CompletableFuture 可以通过以下两种方法构造：

无参构造方法： 创建一个空的 CompletableFuture，可稍后用于存储异步任务的结果。
带Runnable或Supplier参数的构造方法： 立即创建一个异步任务，并将 Runnable 或 Supplier 的结果存储在 CompletableFuture 中。

操作CompletableFuture

CompletableFuture 提供了一系列方法来操作异步任务，包括：

get() 方法： 获取异步任务的执行结果，阻塞当前线程直到任务完成。
join() 方法： 与 get() 方法类似，但会抛出异常，如果任务在等待期间完成。
isDone() 方法： 检查异步任务是否完成。
isCompletedExceptionally() 方法： 检查异步任务是否完成并抛出异常。
cancel() 方法： 取消异步任务的执行。

组合CompletableFuture

CompletableFuture 提供了几种方法来组合异步任务，包括：

thenApply() 方法： 将函数应用到异步任务的执行结果，并返回一个新的 CompletableFuture，包含函数的执行结果。
thenAccept() 方法： 将消费者应用到异步任务的执行结果，但不会返回任何值。
thenRun() 方法： 在异步任务执行完毕后执行 Runnable，但不会返回任何值。

示例

以下代码示例演示如何使用 CompletableFuture 并行计算数字的平方：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

List<CompletableFuture<Integer>> futures = new ArrayList<>();

for (int number : numbers) {
    CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        return number * number;
    });

    futures.add(future);
}

CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()]));

allFutures.join();

for (CompletableFuture<Integer> future : futures) {
    System.out.println(future.get());
}

这段代码使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法创建异步任务，每个任务计算一个数字的平方。CompletableFuture.allOf() 方法用于创建表示所有异步任务都完成的 CompletableFuture。最后，使用 CompletableFuture.join() 方法等待所有任务完成，并使用 CompletableFuture.get() 方法获取每个任务的执行结果。