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在秋招的面试中#xff0c;面试官问了很多关于异步编程相关的知识点#xff0c;朋友最近也和我聊到了这个话题#xff0c;因此今天咱们来讨论讨论这个知识点#xff01;
随着现代软件系统的日益复杂#xff0c;对于非阻塞性和响应性的需求也在不断增加…前言
在秋招的面试中面试官问了很多关于异步编程相关的知识点朋友最近也和我聊到了这个话题因此今天咱们来讨论讨论这个知识点
随着现代软件系统的日益复杂对于非阻塞性和响应性的需求也在不断增加。Java为我们提供了多种工具和技术来满足这些需求其中CompletableFuture便是Java 8中引入的一种强大的异步编程工具。 文章目录 CompletableFuture的底层机制CompletableFuture的核心工作流程CompletableFuture应用场景非阻塞性I/O操作用于并行计算组合异步操作错误处理 CompletableFuture小结 CompletableFuture的底层机制
在深入了解CompletableFuture之前我们首先需要理解什么是Future在这里不是未来的意思哦。
在Java中Future代表一个异步计算的结果。这意味着我们可以使用Future来查询计算是否完成isDone()或者阻塞当前线程直到计算完成并返回结果get()。然而Future并不提供直接的方法来处理计算完成后的结果或异常。
这就是CompletableFuture的闪亮之处。与Future不同CompletableFuture实现了CompletionStage接口这意味着它提供了更为丰富和灵活的API来处理异步计算的结果或异常。例如我们可以使用thenApply(), thenAccept(), thenRun()和exceptionally()等方法来添加回调函数。
CompletableFuture的核心工作流程
当我们创建一个CompletableFuture实例时它代表了一个尚未完成的异步计算。这个异步计算可以在另一个线程中执行也可以由线程池执行。一旦计算完成结果就会被存储在CompletableFuture实例中。任何等待这个结果的线程通过调用get()或相关方法都会被唤醒并返回结果。
除此我们还可以链式地添加多个回调函数来处理结果或异常。这些回调函数只会在计算完成后被调用并且它们自己也是异步执行的。这意味着我们可以避免阻塞主线程同时确保代码的逻辑连续性。 CompletableFuture应用场景
下面介绍一下CompletableFuture在项目中的几个经典应用场景。
非阻塞性I/O操作
当我们执行I/O密集型任务比如读取文件、网络请求使用CompletableFuture可以确保主线程不会被阻塞从而提高应用的响应性。
public class AsyncFileIO { public static void main(String[] args) throws Exception { CompletableFutureString fileContentFuture CompletableFuture.supplyAsync(() - { try { return new String(Files.readAllBytes(Paths.get(xiaowei.txt))); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(Error reading file, e); } }); // 在文件读取完成前可以执行其他操作... // ... 其他操作// 等待文件读取完成并处理内容 String fileContent fileContentFuture.get(); System.out.println(File content: fileContent); }
}用于并行计算
对于可以并行处理的任务你可以创建多个CompletableFuture实例并在不同的线程或线程池中执行它们。然后你可以使用allOf()或anyOf()方法来等待所有或部分任务完成。
public class CompletableFutureDemo { public static void main(String[] args) { CompletableFutureInteger future1 CompletableFuture.supplyAsync(() - compute(100)); CompletableFutureInteger future2 CompletableFuture.supplyAsync(() - compute(200)); CompletableFutureInteger combinedFuture future1.thenCombine(future2, (result1, result2) - result1 result2); Integer sum combinedFuture.join(); // 等待所有future完成并获取结果 System.out.println(Sum: sum); } private static int compute(int value) { // 模拟长时间计算... return Stream.iterate(0, i - i 1) .limit(value) .mapToInt(i - i) .sum(); }
}组合异步操作
有时我们可能需要等待多个异步操作完成后才能继续。使用CompletableFuture.allOf()可以轻松实现这一点。例如
CompletableFutureString future1 CompletableFuture.supplyAsync(() - Hello);
CompletableFutureString future2 CompletableFuture.supplyAsync(() - World);
CompletableFutureVoid combinedFuture CompletableFuture.allOf(future1, future2);
combinedFuture.join(); // 等待所有future完成错误处理
与传统的Future相比CompletableFuture提供了更为优雅的错误处理方式。你可以使用exceptionally()方法来处理异步操作中抛出的异常。例如
CompletableFutureInteger future CompletableFuture.supplyAsync(() - { // 可能抛出异常的长时间运行的任务 return someLongRunningTask();
}).exceptionally(ex - { // 处理异常并返回默认值 return handleException(ex);
});CompletableFuture小结
尽管CompletableFuture非常强大但是过度使用它可能会导致代码变得复杂和难以维护。确保只在真正需要异步处理的地方使用它。
当使用线程池与CompletableFuture相结合的时候要确保正确配置线程池的大小和参数以避免资源耗尽或性能下降。
所以异步编程虽然好用但也带来了更多的复杂性和不确定性。还望各位佬在使用时需谨慎
文章到这里就先结束了感兴趣的可以订阅专栏哈后续会继续分享相关的知识点。
