CompletableFuture.supplyAsync() 方法 —— 实现并发编程

CompletableFuture.supplyAsync() 方法是 Java8 发布的工具类之一，它可以让我们更好地实现异步编程和并发编程，提升程序的性能和效率。在本文中，我们将全面介绍 CompletableFuture.supplyAsync() 方法的使用和优势，并给出完整的代码示例，帮助读者更好地理解。

一、什么是 CompletableFuture.supplyAsync() 方法？

CompletableFuture.supplyAsync() 方法可以理解为一种异步执行任务的方式，可以将一个任务提交给线程池异步处理，并在任务完成时返回处理的结果。它的使用格式为：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    ...  // 执行任务的代码逻辑
});

该方法的参数是一个 Supplier 接口类型的 Lambda 表达式，该接口定义了无参数输入和有一个返回实例的输出，可以用来包装一个需要异步执行的任务。

此外，CompletableFuture.supplyAsync() 方法还提供了一个可选参数 executor，它指定执行任务的线程池。如果不指定，则默认使用 ForkJoinPool.commonPool()。

二、CompletableFuture.supplyAsync() 方法的优势

1. 可以实现异步编程

CompletableFuture.supplyAsync() 方法可以将一个任务提交给线程池异步执行，不会阻塞当前线程，因此可以实现异步编程。这对于提高程序的吞吐量和性能至关重要。

2. 可以避免线程阻塞

使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法可以避免线程的阻塞，避免使用大量的等待时间，影响程序的性能。同时也可以避免因为线程阻塞导致的死锁等问题。

3. 可以更好地利用系统资源

使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法可以更好地利用系统资源，实现并行处理，提高系统的同时性和资源利用率。

三、使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法的示例代码

示例 1：简单使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法

以下是一个简单的使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法计算 1~5 的累加和的示例代码：

CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    int sum = 0;
    int i = 0;
    while (i++ < 5) {
        sum += i;
    }
    return sum;
});
System.out.println(future.get());

代码解释：

将累加和的计算任务包装在 CompletableFuture.supplyAsync() 方法的 Lambda 表达式中；
将返回值存储在一个 CompletableFuture 对象中，并通过 get() 方法获取处理结果。

示例 2：使用指定的线程池执行任务

以下是一个使用指定的线程池执行任务的示例代码：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);  // 创建一个线程池
CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    ...
}, executor);
System.out.println(future.get());

代码解释：

使用 Executors.newFixedThreadPool() 方法创建一个线程池；
将创建的线程池传递给 CompletableFuture.supplyAsync() 方法的可选参数 executor；
将返回值存储在一个 CompletableFuture 对象中，并通过 get() 方法获取处理结果。

四、使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法的注意事项

在实际使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法时，需要注意以下事项：

1. 线程池的使用

在使用 CompletableFuture.supplyAsync() 方法时，如果不指定执行任务的线程池，则默认使用 ForkJoinPool.commonPool()。这个线程池默认的线程数量是 CPU 核心数 – 1，可以通过调整 jvm 参数 -Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism 来修改。

如果提交的任务需要占用大量的 CPU 或 I/O 资源，那么就应该使用自定义的线程池，并保证该线程池的线程数足够大。

2. 异常处理

CompletableFuture.supplyAsync() 方法虽然可以避免线程阻塞，但是在执行任务时仍可能出现异常，因此我们需要进行异常处理。可以使用 CompletableFuture 对象的 exceptionally() 方法来处理异常。

例如：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    ...
}).exceptionally(e -> {
    System.out.println(e.getMessage());
    return null;  // 返回一个默认值
});

3. 使用 CompletableFuture 的组合式异步编程

CompletableFuture 类提供了多种用于组合式异步编程的方法，例如 thenCombine()、thenApply()、thenCompose()、thenAccept() 等。我们可以使用这些方法来对多个 CompletableFuture 实例进行组合、串行化、嵌套等操作，实现更加复杂的异步编程需求。

总结

CompletableFuture.supplyAsync() 方法是 Java8 中实现异步编程和并发编程的重要工具之一。通过本文的介绍，读者可以了解该方法的基本使用方法和优势，掌握其在实际开发中的应用技巧。

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