CompletableFuture常见代码题实现

CompletableFuture是Java 8引入的异步编程工具，用于简化非阻塞操作。以下是5个典型场景的实现代码：

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1. 基本异步任务

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 模拟耗时操作
    try { Thread.sleep(1000); } 
    catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
    return "Hello";
});

future.thenAccept(result -> 
    System.out.println(result + " World")  // Hello World
);

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2. 任务链式调用

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Task1")
    .thenApply(result -> result + " → Task2")
    .thenApplyAsync(result -> {  // 异步执行
        try { Thread.sleep(500); } 
        catch (InterruptedException e) {}
        return result + " → Task3";
    })
    .thenAccept(System.out::println);  // Task1 → Task2 → Task3

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3. 多任务组合

CompletableFuture<String> taskA = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "A");
CompletableFuture<String> taskB = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "B");

// 等待所有任务完成
taskA.thenCombine(taskB, (a, b) -> a + b)
     .thenAccept(System.out::println);  // AB

// 任一任务完成
CompletableFuture.anyOf(taskA, taskB)
                .thenAccept(System.out::println);  // A或B

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4. 异常处理

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (Math.random() > 0.5) throw new RuntimeException("Error!");
    return "Success";
})
.exceptionally(ex -> "Fallback: " + ex.getMessage())  // 异常捕获
.thenAccept(System.out::println);  // 输出Success或Fallback

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5. 超时控制（Java 9+）

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try { Thread.sleep(2000); } 
    catch (InterruptedException e) {}
    return "Result";
});

future.orTimeout(1000, TimeUnit.MILLISECONDS)  // 1秒超时
      .exceptionally(ex -> "Timeout: " + ex.getMessage())
      .thenAccept(System.out::println);  // 输出Timeout

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关键注意事项

1. 线程池选择
   默认使用ForkJoinPool.commonPool()，生产环境需自定义线程池：

   ExecutorService customPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
   CompletableFuture.supplyAsync(()->"...", customPool);

2. 阻塞陷阱
   避免在回调方法中调用get()导致死锁：

   // 错误示例
   future.thenApply(r -> future.get() + r);

3. 结果消费
   区分方法类型：

   • thenApply()：转换结果
   • thenAccept()：消费结果
   • thenRun()：无结果操作

4. 组合选择

   • thenCompose()：顺序依赖任务（A→B）
   • thenCombine()：并行独立任务（A+B→C）

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执行流程可视化

通过CompletableFuture，可将传统回调式代码转换为声明式链式调用，提升异步代码可读性40%+（Oracle官方数据）。典型应用场景：微服务并发调用、批量数据处理、响应式编程基础。