优雅处理并发:Java CompletableFuture最佳实践

7T7AlJ.png

第1章:引言

大家好,我是小黑,今天,小黑要和大家聊聊CompletableFuture,这个Java 8引入的强大工具。

在Java传统的Future模式里,咱们都知道,一旦开始了一个异步操作,就只能等它结束,无法知道执行情况,也不能手动完成或者取消。而CompletableFuture呢,就像它的名字一样,是可以"完全控制"的Future。它提供了更多的控制,比如可以手动完成,可以处理异常,还可以把多个Future组合起来,进行更复杂的异步逻辑处理。

对于现代Java程序员来说,掌握CompletableFuture是必不可少的。无论是提高程序的响应性能,还是编写更加清晰、更具可读性的代码,它都能大显身手。

第2章:基本概念解读

那么,CompletableFuture到底是什么呢?简单来说,它是一种异步编程工具,可以帮助咱们在未来的某个时刻完成一个计算结果。与Future最大的不同是,它可以被显式地完成,意味着咱们可以在任何时候设置它的值。

让我们来看一个简单的例子。假设小黑要从网上查询某个产品的价格,这是一个耗时的操作,使用CompletableFuture,咱们就可以异步地完成这个任务:

import java.util.concurrent.CompletableFuture;public class CompletableFutureDemo {public static void main(String[] args) {// 创建一个CompletableFuture实例CompletableFuture<String> futurePrice = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {// 模拟耗时操作,比如调用外部APIsimulateDelay();return "100元";});// 在这里,咱们可以做一些其他的事情,不必等待价格查询的结果doSomethingElse();// 当结果准备好后,获取它String price = futurePrice.join();System.out.println("价格是:" + price);}private static void simulateDelay() {try {Thread.sleep(1000); // 模拟1秒的延迟} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();}}private static void doSomethingElse() {// 做一些其他的事情System.out.println("小黑在做其他的事情...");}
}

在这个例子中,supplyAsync方法创建了一个异步操作,模拟了一个耗时的价格查询过程。在查询价格的同时,主线程可以继续执行其他任务,比如doSomethingElse方法里的内容。当价格查询完成后,可以使用join方法来获取结果。这样的处理方式,让整个程序的执行效率大大提升,而且代码也更简洁明了。

CompletableFuture的美在于,它提供了一种新的编程范式,让咱们能够以声明式的方式描述复杂的异步逻辑。从上面的例子可以看出,CompletableFuture不仅让代码更加简洁,还让逻辑更加清晰,易于理解和维护。

第3章:创建CompletableFuture

1. 使用supplyAsync

最常见的创建方式是使用CompletableFuture.supplyAsync()。这个方法需要一个Supplier函数接口,通常用于执行异步计算。来看看小黑怎么用:

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {// 模拟耗时的计算simulateTask("数据加载中");return "结果";
});

这个例子中,simulateTask模拟了一个耗时操作,比如从数据库加载数据。使用supplyAsync,咱们就能在另一个线程中执行这个任务,而主线程可以继续做其他事情。

2. 使用runAsync

如果咱们不关心异步任务的结果,只想执行一个异步操作,那就可以用runAsync。它接受一个Runnable函数接口,不返回任何结果:

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {simulateTask("正在执行一些处理");
});

在这个例子里,simulateTask只是执行了一些操作,比如记录日志或者发送通知,但不返回任何内容。

3. 手动完成

有时候,咱们可能需要手动完成一个Future。比如,基于某些条件判断,决定是否提前返回结果。这时候可以用complete方法:

CompletableFuture<String> manualFuture = new CompletableFuture<>();
// 在某些条件下手动完成Future
if (checkCondition()) {manualFuture.complete("手动结果");
}

如果checkCondition返回true,那么这个Future就会被立即完成,否则它将保持未完成状态。

4. 组合使用

CompletableFuture真正的魅力在于它的组合能力。假设小黑有两个独立的异步任务,咱们可以这样组合它们:

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("加载用户数据");return "用户小黑";
});CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("加载配置信息");return "配置信息";
});// 组合两个future,等待它们都完成
CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (user, config) -> {return "处理结果: " + user + "," + config;
});

在这个例子中,thenCombine用于组合future1future2的结果。只有当这两个Future都完成时,才会调用thenCombine里的函数。

第4章:异步操作和链式调用

异步操作的力量

异步操作是指在一个线程中启动一个任务,让它在另一个线程中运行,从而不阻塞当前线程的执行。这在处理耗时任务时特别有用。举个例子,假设咱们要查询数据库,然后处理查询结果。如果同步执行,整个程序都得等着数据库查询完成,这就浪费了宝贵的时间。但如果用CompletableFuture实现异步,就可以在查询数据库的同时做其他事情。

链式调用的魅力

链式调用则是指一系列操作依次执行,前一个操作的结果作为下一个操作的输入。CompletableFuture支持多种链式调用方法,比如thenApply, thenAcceptthenRun

  • thenApply用于处理和转换CompletableFuture的结果。
  • thenAccept用于消费CompletableFuture的结果,不返回新的CompletableFuture。
  • thenRun则不关心前一个任务的结果,只是在前一个任务执行完后,执行一些后续操作。

来看看小黑准备的例子:

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("查询数据库");return "查询结果";
});future.thenApply(result -> {// 对结果进行处理return "处理后的结果:" + result;
}).thenAccept(processedResult -> {// 消费处理后的结果System.out.println("最终结果:" + processedResult);
}).thenRun(() -> {// 执行一些不需要前一个结果的操作System.out.println("所有操作完成");
});

在这个例子里,小黑用supplyAsync启动了一个异步任务来查询数据库。然后用thenApply处理查询结果,用thenAccept消费处理后的结果,最后用thenRun标记所有操作完成。

通过这种方式,咱们可以构建出复杂的异步逻辑,而代码却依然保持清晰和易于管理。这就是CompletableFuture的魅力所在。

第5章:异常处理

基本异常处理

在CompletableFuture的世界里,如果异步操作失败了,异常会被捕获并存储在Future对象中。咱们可以使用exceptionally方法来处理这些异常。这个方法会返回一个新的CompletableFuture,它会在原来的Future抛出异常时执行。

来看个例子:

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {if (new Random().nextBoolean()) {throw new RuntimeException("出错啦!");}return "正常结果";
}).exceptionally(ex -> {return "错误的回退结果:" + ex.getMessage();
});future.thenAccept(System.out::println);

这里,小黑创建了一个可能会失败的异步操作。如果抛出异常,exceptionally方法就会被调用,返回一个包含错误信息的回退结果。

细粒度的异常处理

有时候,咱们可能需要更细粒度的控制,比如只处理特定类型的异常,或者在异常发生时还想继续其他操作。这时候,可以用handle方法。它可以同时处理正常的结果和异常情况。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {if (new Random().nextBoolean()) {throw new RuntimeException("出错啦!");}return "正常结果";
}).handle((result, ex) -> {if (ex != null) {return "处理异常:" + ex.getMessage();}return "处理结果:" + result;
});future.thenAccept(System.out::println);

在这个例子中,无论异步操作是成功还是失败,handle方法都会被调用。如果有异常,它会处理异常;如果没有,就处理正常结果。

管道式异常处理

CompletableFuture还允许咱们创建一个异常处理的“管道”,这样就可以把多个异步操作链接起来,并在链的任意位置处理异常。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {// 第一个异步操作return "第一步结果";
}).thenApply(result -> {// 第二个异步操作,可能会出错throw new RuntimeException("第二步出错啦!");
}).exceptionally(ex -> {// 处理异常return "在第二步捕获异常:" + ex.getMessage();
}).thenApply(result -> {// 第三个异步操作return "第三步使用结果:" + result;
});future.thenAccept(System.out::println);

在这个例子中,小黑创建了一个包含三个步骤的异步操作链。如果第二步出错,异常会被捕获并处理,然后处理结果被传递到第三步。

第6章:组合与依赖

组合多个Future

最常用的方法之一是thenCombine。这个方法允许你组合两个独立的CompletableFuture,并且当它们都完成时,可以对它们的结果进行一些操作。

来看个例子:

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("加载用户信息");return "用户小黑";
});CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("加载订单数据");return "订单123";
});CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (userInfo, orderInfo) -> {return "合并结果:" + userInfo + "," + orderInfo;
});combinedFuture.thenAccept(System.out::println);

在这个例子中,future1future2代表两个独立的异步操作。只有当两者都完成时,thenCombine里面的函数才会执行,并且合并它们的结果。

依赖关系的处理

如果你的一个异步操作依赖于另一个异步操作的结果,那么可以使用thenCompose方法。这个方法允许你在一个Future完成后,以其结果为基础启动另一个异步操作。

CompletableFuture<String> masterFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("获取主数据");return "主数据结果";
});CompletableFuture<String> dependentFuture = masterFuture.thenCompose(result -> {return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("处理依赖于" + result + "的数据");return "处理后的数据";});
});dependentFuture.thenAccept(System.out::println);

这个例子中,dependentFuture的执行依赖于masterFuture的结果。

处理多个Future

有时候,咱们可能有多个异步操作,需要等所有操作都完成后再进行下一步。这时候,可以使用CompletableFuture.allOf

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("任务一");return "结果一";
});CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {simulateTask("任务二");return "结果二";
});CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2);allFutures.thenRun(() -> {System.out.println("所有任务完成");
});

allOf会等待所有提供的Futures完成,然后执行后续操作。

第7章:最佳实践

1. 明智地选择异步任务执行方式

CompletableFuture提供了多种执行异步任务的方法,比如runAsyncsupplyAsync。默认情况下,它们使用公共的ForkJoinPool,但在某些场景下,你可能想要使用自定义的线程池来更好地控制资源。

ExecutorService customExecutor = Executors.newFixedThreadPool(10);
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {return "使用自定义线程池";
}, customExecutor);

这样做可以让你更好地管理线程资源,尤其是在处理大量异步任务时。

2. 谨慎处理阻塞操作

如果你的CompletableFuture链中包含阻塞调用,如数据库操作或文件I/O,最好是将这些操作放在独立的线程池中,避免阻塞ForkJoinPool中的线程。

ExecutorService dbExecutor = Executors.newCachedThreadPool();
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {// 这里是阻塞的数据库操作simulateTask("数据库操作");
}, dbExecutor);

这样可以防止长时间的阻塞操作占用过多的计算资源,影响整体性能。

3. 组合异步操作时的错误处理

当你组合多个CompletableFuture时,记得对每一个Future都进行错误处理。这样可以避免一个未捕获的异常破坏整个操作链。

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "任务1").exceptionally(ex -> "默认值1");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "任务2").exceptionally(ex -> "默认值2");CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> result1 + " 和 " + result2);

这样做确保了即使其中一个操作失败,整个链也可以继续执行。

4. 避免过多的链式调用

虽然链式调用是CompletableFuture的一个强大特性,但过度使用可能会导致代码难以理解和维护。建议把复杂的逻辑分解成多个方法或类。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "原始数据").thenApply(this::step1).thenApply(this::step2).thenApply(this::step3);// 将每个步骤的逻辑封装在不同的方法中
private String step1(String data) {return "处理1:" + data;
}private String step2(String data) {return "处理2:" + data;
}private String step3(String data) {return "处理3:" + data;
}

第8章:总结

  1. 异步编程的强大工具:CompletableFuture为Java异步编程提供了强大的支持,让处理并发任务变得更简单、更灵活。

  2. 简化复杂逻辑:通过链式调用和组合多个异步任务,CompletableFuture能够帮助咱们以清晰的方式处理复杂的业务逻辑。

  3. 异常处理的优雅方式:CompletableFuture提供了一套完整的异常处理框架,让咱们能够更好地控制和管理异步代码中的错误情况。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/621640.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

26.9K Star,漫画阅读 APP 开源了

今天推荐是一款适用于 Android 6.0 及更高版本的免费开源漫画阅读器&#xff0c;基于 Kotlin 开发的。这款 APP 完全免费、好用、无广告&#xff0c;自带上千个全球漫画源&#xff0c;在线阅读和下载都很方便&#xff0c;是漫画爱好者必备&#xff01; 它以插件的形式提供了来自…

wsl2下运行docker

安装docker服务 curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun无法启动问题 这个错误提示通常是因为系统中使用的是经过修改的 nftables&#xff0c;而 Docker 安装程序使用 iptables 进行 NAT。为了解决这个问题&#xff0c;您可以使用以下命令将系统…

【我想开发一个小程序,大概需要多少钱?】

小程序开发为什么报价差距很大&#xff1f;主要是因为小程序的实现方法和功能模型不同。 小程序的实现方法&#xff1a; 实现方法主要分为SAAS小程序、定制小程序和第三方平台小程序。不同的实现方法价格都是不一样的&#xff0c;大概的区间如下&#xff1a; SAAS小程序和第三…

Zapier/Make.com/数环通/集简云的对比

Zapier/Make.com/数环通/集简云 这四家公司都是为了自动化&#xff0c;这也是流行大趋势。我不想错过未来的大趋势&#xff0c;花了2周时间分别用四家公司的模块实现了相同的任务。 为什么会用2周时间&#xff1f;我第一次接触无代码自动化。最重要的目的是为了白嫖&#xff0…

云卷云舒:数据库2023年度盘点

一、年度总结词 云、卷 二、年度大事记 1 月 10 日&#xff0c;KaiwuDB&#xff08;原&#xff1a;开务数据库&#xff09; 发布了 KaiwuDB 1.0 时序数据库&#xff0c;其运用到实时就地运算等核心专利技术&#xff0c;专为工业物联网、数字能源、交通车联网、智慧产业等场景…

office办公技能|word中的常见通配符使用

一、删除Word中含有指定内容的整行 操作方法&#xff1a; 1、快捷键 CtrlH&#xff0c;打开Word的查找替换窗口&#xff0c;单击【更多】按钮&#xff0c;勾选“使用通配符”。 2、在查找内容处&#xff0c;输入“替换内容*^13”&#xff0c;替换为处什么都不填。 3、单击【…

13. 抽象类(abstract关键字)

抽象类 抽象类1. 抽象类1.1 定义格式1.2 特点 2. 抽象方法2.1 定义格式2.2 特点 3. abstract关键字 抽象类 抽象类是在面向对象编程中&#xff0c;一种特殊的类&#xff0c;它不能被实例化&#xff0c;只能作为其他类的基类来使用。 抽象类和普通类的主要区别在于它包含一个或…

Harbor离线安装

下载安装包 $ wget https://github.com/goharbor/harbor/releases/download/v2.7.4/harbor-offline-installer-v2.7.4.tgz解压 $ tar xvf harbor-offline-installer-v2.7.4.tgz -C /usr/local修改配置 $ cd /usr/local/harbor $ cp harbor.yml.tmpl harbor.yml $ vim harbo…

sqlserver导出数据为excel再导入到另一个数据库

要将SQL Server中的数据导出为Excel文件&#xff0c;然后再将该Excel文件导入到另一个数据库中&#xff0c;你可以按照以下步骤进行操作&#xff1a; 导出数据为Excel文件 echo offset SourceServer源服务器名称 set SourceDB数据库名称 set ExcelFilePath导出到的Excel文件路…

二叉树的遍历(递归法)

递归的三要素&#xff1a; ①确定递归函数的参数和返回值 ②确定终止条件 ③确定单层递归的逻辑 以前序遍历为例&#xff1a; 1、确定递归函数的参数和返回值&#xff1a; 参数中需要传入list来存放节点的数值&#xff0c;除了这一点就不需要再处理什么数据了也不需要有返…

【文献解读】“MOBILEViT:轻量级、通用目的、移动友好的视觉变换器”。

今天阅读这篇2022年ICLR会议上发表的论文&#xff0c;主要是为了学习MobileViT模型&#xff0c;用于YOLO模型主干改造。 一、文献概述 作者&#xff1a;Sachin Mehta 和 Mohammad Rastegari。地点&#xff1a;作者所属机构是 Apple。内容简述&#xff1a; 提出了一种名为Mob…

手把手Docker部署Gitblit服务器

1拉取镜像 docker pull jacekkow/gitblit:v1.9.1 2.启动 docker run -d --name gitblit --restart always -p 10006:8080 -p 18443:8443 -p 19418:9418 -p 29418:29418 -v /data/gitblit/data:/opt/gitblit-data jacekkow/gitblit:v1.9.1 3.查看 默认账户/密码:admin/adm…

我的技术栈

.NET、.NET Core、C#11、Entity Framework、ASP.NET MVC、Linq、Lambda、Dapper、 Web Service、WCF、Web API、SOAP、HTTP、XML、JSON、RESTful、Protocol Buffers、 U3D、IOC、AOP、 SOAPRPCHTTPXML TCP/IP和UDP Web服务器&#xff1a;Nginx、IIS、Tomcat、Apache、 开发框架…

安卓手机变iOS!

Launcher iOS 16 - 安卓手机秒变iOS Launcher iOS 16 是一款iOS启动器&#xff0c;可以将安卓手机桌面变成iOS样子&#xff0c;还有iOS的开机动画和景深效果&#xff01; 下载链接&#xff1a;【Launcher iOS 16】 ​

腾讯云优惠券介绍、种类、领取入口及使用教程

腾讯云作为国内领先的云服务提供商&#xff0c;为广大的企业和开发者提供了优质的云计算、大数据、人工智能等服务。为了更好地吸引用户&#xff0c;腾讯云推出了多种优惠活动&#xff0c;其中就包括腾讯云优惠券。本文将详细介绍腾讯云的优惠券种类、领取入口以及使用教程。 一…

第 4 章 链表

文章目录 4.1 链表(Linked List)介绍4.2 单链表的应用实例4.3 单链表面试题(新浪、百度、腾讯)4.4 双向链表应用实例4.4.1 双向链表的操作分析和实现4.4.2 课堂作业和思路提示 4.5 单向环形链表应用场景4.6 单向环形链表介绍4.7 Josephu 问题4.8 Josephu 问题的代码实现 4.1 链…

一起读《奔跑吧Linux内核(第2版)卷1:基础架构》- 内存管理基本了解

大家好&#xff0c;我是硬核王同学&#xff0c;最近在做免费的嵌入式知识分享&#xff0c;帮助对嵌入式感兴趣的同学学习嵌入式、做项目、找工作&#xff01; 移步飞书获得更好阅读体验&#xff1a; Docs Hello&#xff0c;大家好我是硬核王同学&#xff0c;是一名刚刚工作一年…

ubuntu22.04 virt-manager bridge虚拟机ip 一样

virt-manager bridge 全部虚拟机ip都一样解决办法 ubuntu22.04 virt-manager 创建 ubuntu20.04 live-server 虚拟机&#xff0c;创建好后&#xff0c;使用bridge网络&#xff0c;正常运行。 clone虚拟机启动后&#xff0c;发现虚拟机的ip都一样&#xff0c;重启无效。 解决办…

习题5-1 代码对齐(Alignment of Code, ACM/ICPC NEERC 2010, UVa1593)

输入若干行代码&#xff0c;要求各列单词的左边界对齐且尽量靠左。单词之间至少要空一格。每个单词不超过80个字符&#xff0c;每行不超过180个字符&#xff0c;一共最多1000行&#xff0c;样例输入与输出如图所示。 //代码对齐 //思路&#xff1a;统计每列最长的单词 不够长…

LeetCode 0083.删除排序链表中的重复元素:模拟

【LetMeFly】83.删除排序链表中的重复元素&#xff1a;模拟 力扣题目链接&#xff1a;https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-list/ 给定一个已排序的链表的头 head &#xff0c; 删除所有重复的元素&#xff0c;使每个元素只出现一次 。返回 已排序的…