掌握CompletableFuture的重要性

CompletableFuture是一个在Java8中引入的类，用于处理异步编程。使用CompletableFuture的API可以更方便地实现异步操作和对多个异步任务的协同处理。

一、提升程序性能和并发能力

在对大数据量的集合或流进行操作时，使用CompletableFuture可以很好地提高程序性能和并发能力。例如，在对一个列表中的元素进行处理时，可以将每个元素的处理放到不同的CompletableFuture中，让它们异步处理，最后再将结果合并。

下面是一个使用CompletableFuture对一个列表中元素进行处理的示例代码：

List list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h");

List<CompletableFuture> futureList = list.stream()
        .map(str -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return str.toUpperCase();
        }))
        .collect(Collectors.toList());

List resultList = futureList.stream()
        .map(CompletableFuture::join)
        .collect(Collectors.toList());

System.out.println(resultList.toString());

在以上代码中，将列表中每个字符串元素的处理放到了一个CompletableFuture中，使用stream的map方法来实现。最后，使用stream的collect方法将每个异步操作的结果合并为一个List。

二、实现多个异步任务的协同处理

在使用CompletableFuture时，可以方便地实现多个异步任务的协同处理。例如，在某些场景下，需要根据不同的用户请求调用不同的接口，并在所有接口请求结束后返回结果。

下面是一个使用CompletableFuture实现对多个接口请求的异步协同处理的示例代码：

CompletableFuture future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模拟接口请求1
    System.out.println("接口1请求中...");
    try{
        Thread.sleep(3000);//模拟接口请求耗时
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "接口1返回结果";
});

CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模拟接口请求2
    System.out.println("接口2请求中...");
    try{
        Thread.sleep(2000);//模拟接口请求耗时
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "接口2返回结果";
});

CompletableFuture future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模拟接口请求3
    System.out.println("接口3请求中...");
    try{
        Thread.sleep(1000);//模拟接口请求耗时
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "接口3返回结果";
});

CompletableFuture allFuturesResult = CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3);

CompletableFuture<List> resultListFuture = allFuturesResult.thenApplyAsync((Void) -> {
    List resultList = new ArrayList();
    resultList.add(future1.join());
    resultList.add(future2.join());
    resultList.add(future3.join());
    return resultList;
});

System.out.println(resultListFuture.join().toString());

在以上代码中，使用CompletableFuture的thenApplyAsync方法，将所有异步操作的结果合并为一个List，并返回该List。

三、异常处理

在使用CompletableFuture进行异步编程时，必须考虑异常的处理。CompletableFuture提供了一些API，可以很方便地处理异步操作中的异常。

例如，在某些场景下，如果一个异步操作失败，需要回滚之前的操作并进行相应的异常处理。

下面是一个使用CompletableFuture捕获异常并重新执行的示例代码：

CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模拟异步操作1
    System.out.println("异步操作1执行中...");
    throw new RuntimeException("异步操作1失败");//模拟异步操作失败
}).handleAsync((result, throwable) -> {
    if (throwable != null) {
        //捕获异常并重新执行异步操作1
        System.out.println("异步操作1执行失败，重新执行中...");
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            //重新执行异步操作1
            System.out.println("异步操作1第二次执行中...");
            return "异步操作1第二次成功执行结果";
        });
    }
    return CompletableFuture.completedFuture(result);
}).thenApplyAsync((result) -> {
    System.out.println("异步操作2执行中...");
    return "异步操作2成功执行结果";
});

System.out.println(future.join());

在以上代码中，使用CompletableFuture的handleAsync方法来捕获异常并重新执行异步操作1。如果异步操作1执行失败，handleAsync方法返回一个新的CompletableFuture，来重新执行异步操作1。最后使用thenApplyAsync方法，执行异步操作2。

总结

使用CompletableFuture可以更方便地实现对异步编程的处理。它可以提升程序性能和并发能力，在协同处理多个异步任务时非常便利，并提供了API来处理异步操作中的异常。掌握CompletableFuture可以使Java开发人员更好地实现对异步编程的处理。