以CompletableFuture API改进为主题

在Java 8中，引入了一个非常强大的异步编程工具 - CompletableFuture API。这个API允许我们在异步的应用中，避免阻塞操作并且能够提高应用程序的可扩展性。

CompletableFuture的优点

相比于Java 5中的Future，CompletableFuture有以下几个优点：

1. 我们可以通过操作链进行操作结果的处理，而不是复杂的嵌套回调函数。
2. CompletableFuture API提供了几个静态方法和实例方法，可以更方便地进行异步代码的编写。
3. 可以为CompletableFuture设置异常处理，使得代码更加鲁棒。
4. 我们可以轻松地将同步代码转换成异步代码。

CompletableFuture的用法

基本用法

一个CompletableFuture实例可以由CompletableFuture.supplyAsync()方法创建。它的参数是一个需要异步执行的函数（即Supplier）。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 异步执行的代码
    return "hello";
});

我们可以使用thenApply()方法来对上面的结果进行操作：

CompletableFuture<String> future2 = future.thenApply(s -> s + " world");

在这里，thenApply()方法的参数是一个将结果处理的函数，它会将之前产生的结果作为参数传入，并返回一个新的CompletableFuture实例。

组合用法

CompletableFuture API还支持将多个异步操作结合起来进行操作。我们可以使用以下方法实现：

• thenCombine()
• thenAcceptBoth()
• runAfterBoth()
• applyToEither()
• acceptEither()
• runAfterEither()

例如：

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "world");

CompletableFuture<String> future3 = future1.thenCombine(future2, (s1, s2) -> s1 + " " + s2);

在这里，thenCombine()方法将CompletableFuture实例future1和future2组合在一起，使得它们都执行完毕后才继续进行操作。

异常处理

异常处理对于写出健壮的异步代码很重要。如果一个异步方法抛出了异常，处理它的最好方式是终止操作并返回一个错误代码或者异常信息。我们可以使用以下方法来处理异常：

• handle()
• exceptionally()

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    throw new RuntimeException("fail");
});

CompletableFuture<String> future2 = future.exceptionally(ex -> {
    // 处理异常的代码
    return "hello world";
});

CompletableFuture<String> future3 = future.handle((s, t) -> {
    if (t != null) {
        // 处理异常
        return "hello world";
    } else {
        // 处理结果
        return s + " world";
    }
});

在这里，exceptionally()方法接收一个Function作为参数，如果之前的CompletableFuture实例抛出了异常，它就会接收到这个异常并处理它。

handle()方法与exceptionally()方法类似，但是处理的结果是一个包含可能的异常信息的BiFunction。

更多的API

CompletableFuture API还有很多其他的方法，例如：

• thenCompose()
• anyOf()
• allOf()
• complete()
• cancel()

如果你想学习更多的内容，可以参考官方文档。

结论

CompletableFuture API充分利用了Java 8中的Lambda表达式，提供了一种简洁而强大的方式来编写异步代码。它的优点在于结构化和易用性，它允许我们处理多个异步操作并在必要时进行相应的错误处理。这使它成为现代Java开发中必不可少的一个工具。