在Java 8中，推出了一个强大的异步编程工具：CompletableFuture。它提供了一套强大的API，使得异步编程更加容易和直观。本文将介绍CompletableFuture的基本概念和用法，以及一些高级功能。
基本概念
CompletableFuture是Java 8中新增的一个类，用来支持异步编程。它是对Future的增强，提供了更加强大的操作和组合方式。
CompletableFuture有以下几个重要的特性：
- 支持链式调用，类似于流式编程。
- 支持多个CompletableFuture之间的组合和协作。
- 支持异常处理。
基本用法
CompletableFuture的基本用法非常简单。首先，我们可以创建一个CompletableFuture实例：
arduino
代码解读
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CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();
然后，我们可以使用supplyAsync方法来异步执行一个任务，并返回结果：
ini
代码解读
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CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello, World!");
接下来，我们可以使用thenAccept方法来处理结果：
arduino
代码解读
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future.thenAccept(System.out::println);
这里使用了方法引用来输出结果，等价于以下代码：
sql
代码解读
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future.thenAccept(result -> System.out.println(result));
注意，thenAccept方法是一个消费者，它接收任务的结果作为参数，但没有返回值。
我们还可以使用thenApply方法来对任务的结果进行转换：
ini
代码解读
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CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello, World!")
.thenApply(String::length);
这里使用了方法引用来获取字符串的长度，等价于以下代码：
rust
代码解读
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CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello, World!")
.thenApply(str -> str.length());
注意，thenApply方法是一个函数式接口，接收任务的结果作为参数，并返回一个新的结果。
除了thenAccept和thenApply之外，还有很多其他的方法可以用来组合CompletableFuture。比如：
- thenCombine：将两个CompletableFuture的结果合并为一个。
- thenCompose：将当前CompletableFuture的结果作为下一个CompletableFuture的输入。
- thenRun：在任务完成后执行一个Runnable。
- exceptionally：处理任务抛出的异常。
所有这些方法都支持链式调用，使得代码更加简洁、易读。
高级功能
除了基本用法之外，CompletableFuture还提供了一些高级功能，用来处理更加复杂的异步编程场景。
多个CompletableFuture的组合
CompletableFuture支持多个CompletableFuture之间的组合和协作。比如，我们可以使用allOf方法来等待多个任务全部完成：
ini
代码解读
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CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");
CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
allFutures.thenRun(() -> {
System.out.println(future1.join() + " " + future2.join());
});
这里，我们使用allOf方法等待future1和future2两个任务全部完成，然后输出它们的结果。
类似地，我们也可以使用anyOf方法来等待多个任务中的任意一个完成。
超时处理
CompletableFuture还支持超时处理。比如，我们可以使用orTimeout方法来指定任务的超时时间：
arduino
代码解读
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CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Hello, World!";
}).orTimeout(1000, TimeUnit.MILLISECONDS).exceptionally(e -> "timeout!");
System.out.println(future.join());
这里，我们使用orTimeout方法指定了任务的超时时间为1秒。如果在1秒内任务未完成，就会抛出TimeoutException异常，然后执行异常处理器。
异常处理
CompletableFuture还支持异常处理。比如，我们可以使用exceptionally方法来处理任务抛出的异常：
ini
代码解读
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CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 1 / 0)
.thenApply(r -> r * 2)
.exceptionally(e -> 0);
System.out.println(future.join());
这里，我们使用thenApply方法对任务的结果进行乘以2的操作。但是，由于任务会抛出ArithmeticException异常，所以我们使用exceptionally方法来处理异常，将结果设置为0。
除了exceptionally方法之外，还有很多其他的方法可以用来处理异常。比如：
- handle：处理任务抛出的异常或正常返回的结果。
- whenComplete：在任务完成后执行一个操作，并处理异常。
所有这些方法都非常灵活，可以根据具体的业务场景进行使用。
总结
CompletableFuture是Java 8中一个强大的异步编程工具，提供了一套强大的API，使得异步编程更加容易和直观。本文介绍了CompletableFuture的基本概念和用法，以及一些高级功能。通过学习本文，读者可以深入理解CompletableFuture的使用方法，掌握异步编程的技巧，为实际开发工作打下坚实的基础。
