CompletableFuture的异步编程与回调
发布时间: 2024-01-07 01:28:28 阅读量: 15 订阅数: 16 ![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/col_vip.0fdee7e1.png)
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# 1. 简介
## 1.1 异步编程的概念
在传统的同步编程中,程序依次执行每一行代码,直到遇到一个耗时的操作(如IO请求、网络请求等),整个程序就会阻塞在这里,等待操作完成后才能继续执行下一行代码。这种方式导致程序执行效率低下,资源利用率低,尤其是在需要大量并发处理的场景中表现不佳。
异步编程则是一种通过将耗时操作交给其他线程或者线程池进行处理,自己不再等待,而是继续执行后续的代码,当耗时操作完成后再通过回调函数或者其他方式处理结果,从而提高程序的性能和资源利用率。
## 1.2 CompletableFuture的介绍
CompletableFuture是Java 8引入的新特性,它是一个可以用来进行异步编程的类,提供了丰富的方法和API,可以更加方便地处理异步任务的执行、结果处理以及异常情况。
CompletableFuture不仅可以用于处理IO请求、网络请求等耗时操作,还可以用于并发任务的处理、任务的组合等场景。它通过使用回调函数、方法链等方式,简化了异步编程的代码复杂度,并提供了更强大、灵活和可靠的功能。
接下来,我们将通过具体的场景和示例代码来详细介绍如何使用CompletableFuture进行异步编程。
# 2. 使用CompletableFuture进行异步编程
在传统的同步编程中,任务的执行是按照顺序进行的,每个任务之间需要等待前一个任务完成才能执行下一个任务。这种阻塞式的编程方式会导致程序的执行效率低下,尤其在处理耗时的IO操作或者网络请求时更为明显。而异步编程则可以解决这个问题,它将任务的执行与结果的处理分离开来,允许在一个任务执行的过程中同时执行其他的任务,从而提高程序的性能和响应性能。
CompletableFuture是Java 8中引入的一个用于支持异步编程的工具类,它实现了Future接口,并添加了一些便利的方法,使得异步编程更加便捷。下面将介绍如何使用CompletableFuture进行异步编程。
### 2.1 创建CompletableFuture对象
要使用CompletableFuture,首先需要创建一个CompletableFuture对象。CompletableFuture提供了多种静态方法来创建对象,常用的有以下几种方式:
- CompletableFuture.runAsync(Runnable):创建一个CompletableFuture对象,用于执行一个没有返回值的异步任务;
- CompletableFuture.supplyAsync(Supplier):创建一个CompletableFuture对象,用于执行一个有返回值的异步任务;
- CompletableFuture.completedFuture(T):创建一个已经完成的CompletableFuture对象,它的结果是给定的值。
例如,下面的代码展示了如何创建一个执行简单打印任务的CompletableFuture对象:
```java
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
System.out.println("Hello, world!");
});
```
### 2.2 异步执行任务
创建CompletableFuture对象后,可以使用它的方法来异步执行任务。CompletableFuture提供了多种方法来执行任务,常用的有以下几种方式:
- CompletableFuture.runAsync(Runnable):异步执行一个没有返回值的任务;
- CompletableFuture.supplyAsync(Supplier):异步执行一个有返回值的任务。
例如,下面的代码展示了如何使用CompletableFuture异步执行一个简单的任务并打印结果:
```java
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "Hello, world!";
});
System.out.println("任务正在执行...");
String result = future.get();
System.out.println("任务执行结果:" + result);
```
### 2.3 处理任务结果
当CompletableFuture对象表示的任务执行完成后,可以使用它的方法来处理任务的结果。CompletableFuture提供了多种方法来处理结果,常用的有以下几种方式:
- CompletableFuture.thenApply(Function):对任务的结果进行转换操作;
- CompletableFuture.thenAccept(Consumer):对任务的结果进行消费操作;
- CompletableFuture.thenRun(Runnable):对任务的结果进行其他操作。
例如,下面的代码展示了如何使用CompletableFuture处理任务的结果并打印:
```java
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "Hello, world!";
});
future.thenAccept(result -> {
System.out.println("任务执行结果:" + result);
});
```
### 2.4 处理任务异常
在异步编程中,任务可能会出现异常情况,CompletableFuture提供了对异常进行处理的方法。常用的有以下几种方式:
- CompletableFuture.exceptionally(Function):在任务出现异常时进行处理,并返回一个默认值;
- CompletableFuture.handle(BiFunction):对任务的结果或异常进行处理。
例如,下面的代码展示了如何使用CompletableFuture处理任务的异常情况:
```java
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
throw new RuntimeException("任务执行出错");
});
future.exceptionally(throwable -> {
System.out.println("任务执行出现异常:" + throwable.getMessage());
return "默认值";
});
```
通过以上的介绍,我们了解了如何使用CompletableFuture进行异步编程,并且对任务的结果和异常进行处理。接下来,我们将深入学习CompletableFuture的回调函数,它能够更灵活地处理任务的结果,并实现任务的组合和串行化操作。
# 3. CompletableFuture的回调函数
CompletableFuture提供了多种回调函数,用于处理任务执行完成后的结果和异常情况。下面将介绍几种常用的回调函数及其使用方法。
#### 3.1 使用thenApply进行转换操作
在CompletableFuture执行完成后,可以通过使用the
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