掌握CompletableFuture的重要性

CompletableFuture是一個在Java8中引入的類，用於處理異步編程。使用CompletableFuture的API可以更方便地實現異步操作和對多個異步任務的協同處理。

一、提升程序性能和並發能力

在對大數據量的集合或流進行操作時，使用CompletableFuture可以很好地提高程序性能和並發能力。例如，在對一個列表中的元素進行處理時，可以將每個元素的處理放到不同的CompletableFuture中，讓它們異步處理，最後再將結果合併。

下面是一個使用CompletableFuture對一個列表中元素進行處理的示例代碼：

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());

在以上代碼中，將列表中每個字符串元素的處理放到了一個CompletableFuture中，使用stream的map方法來實現。最後，使用stream的collect方法將每個異步操作的結果合併為一個List。

二、實現多個異步任務的協同處理

在使用CompletableFuture時，可以方便地實現多個異步任務的協同處理。例如，在某些場景下，需要根據不同的用戶請求調用不同的接口，並在所有接口請求結束後返回結果。

下面是一個使用CompletableFuture實現對多個接口請求的異步協同處理的示例代碼：

CompletableFuture future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模擬接口請求1
    System.out.println("接口1請求中...");
    try{
        Thread.sleep(3000);//模擬接口請求耗時
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "接口1返回結果";
});

CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模擬接口請求2
    System.out.println("接口2請求中...");
    try{
        Thread.sleep(2000);//模擬接口請求耗時
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "接口2返回結果";
});

CompletableFuture future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模擬接口請求3
    System.out.println("接口3請求中...");
    try{
        Thread.sleep(1000);//模擬接口請求耗時
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "接口3返回結果";
});

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());

在以上代碼中，使用CompletableFuture的thenApplyAsync方法，將所有異步操作的結果合併為一個List，並返回該List。

三、異常處理

在使用CompletableFuture進行異步編程時，必須考慮異常的處理。CompletableFuture提供了一些API，可以很方便地處理異步操作中的異常。

例如，在某些場景下，如果一個異步操作失敗，需要回滾之前的操作並進行相應的異常處理。

下面是一個使用CompletableFuture捕獲異常並重新執行的示例代碼：

CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //模擬異步操作1
    System.out.println("異步操作1執行中...");
    throw new RuntimeException("異步操作1失敗");//模擬異步操作失敗
}).handleAsync((result, throwable) -> {
    if (throwable != null) {
        //捕獲異常並重新執行異步操作1
        System.out.println("異步操作1執行失敗，重新執行中...");
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            //重新執行異步操作1
            System.out.println("異步操作1第二次執行中...");
            return "異步操作1第二次成功執行結果";
        });
    }
    return CompletableFuture.completedFuture(result);
}).thenApplyAsync((result) -> {
    System.out.println("異步操作2執行中...");
    return "異步操作2成功執行結果";
});

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

在以上代碼中，使用CompletableFuture的handleAsync方法來捕獲異常並重新執行異步操作1。如果異步操作1執行失敗，handleAsync方法返回一個新的CompletableFuture，來重新執行異步操作1。最後使用thenApplyAsync方法，執行異步操作2。

總結

使用CompletableFuture可以更方便地實現對異步編程的處理。它可以提升程序性能和並發能力，在協同處理多個異步任務時非常便利，並提供了API來處理異步操作中的異常。掌握CompletableFuture可以使Java開發人員更好地實現對異步編程的處理。