Java 并发面试题, 什么是 Java 的 CompletableFuture?

QA

Step 1

Q:: 什么是 Java 的 CompletableFuture？

A:: CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个类，用于表示一个异步计算的结果。它实现了 Future 接口，并提供了许多用于异步编程和并发处理的新方法，使得异步代码更易于编写和理解。CompletableFuture 支持完成、合成和组合多个任务，允许开发者以声明性的方式编写异步代码。

Step 2

Q:: CompletableFuture 和 Future 的主要区别是什么？

A:: Future 是 Java 5 引入的接口，它表示一个可能在将来完成的任务的结果，但其功能较为有限，无法直接处理任务的完成状态或结果。CompletableFuture 扩展了 Future 的功能，提供了更多的方法，如 thenApply、thenAccept、thenRun 等，允许链式调用和异步任务的组合。此外，CompletableFuture 还支持手动完成（通过 complete 方法）和异常处理。

Step 3

Q:: 如何使用 CompletableFuture 实现异步编程？

A:: 可以使用 CompletableFuture.supplyAsync() 或 CompletableFuture.runAsync() 方法来启动异步任务。例如：


CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 异步任务
    return someResult;
}).thenApply(result -> {
    // 处理任务结果
    return anotherResult;
});

通过 thenApply、thenAccept 和 thenRun 方法，可以将多个异步任务进行链式调用和组合。

Step 4

Q:: CompletableFuture 的异常处理机制是怎样的？

A:: CompletableFuture 提供了 exceptionally 和 handle 方法用于异常处理。exceptionally 方法用于在任务执行过程中发生异常时提供一个默认值，而 handle 方法允许在任务完成（无论成功还是失败）时执行特定的逻辑。例如：


CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 可能抛出异常的异步任务
}).exceptionally(ex -> {
    // 处理异常
    return defaultValue;
});

Step 5

Q:: CompletableFuture 的 combine 方法有什么作用？

A:: CompletableFuture 的 thenCombine 方法用于将两个独立的异步任务的结果进行组合。该方法接受另一个 CompletableFuture 和一个 BiFunction，将两个任务的结果进行合并。例如：


CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 20);
CompletableFuture<Integer> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> result1 + result2);
combinedFuture.thenAccept(System.out::println); // 输出 30

用途

面试这个内容是因为在现代应用程序开发中，异步编程和并发处理变得越来越重要。CompletableFuture 是 Java 提供的一种强大工具，它可以简化复杂的异步操作，提高代码的可读性和可维护性。在实际生产环境下，CompletableFuture 主要用于处理 I`/`O 操作、网络请求、数据处理等需要长时间运行的任务，确保系统的响应性和性能。\n

相关问题

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什么是 Java 的 Future 和 Callable?▷

Future 和 Callable 是 Java 5 引入的用于并发编程的接口。Callable 是一个任务，它可以返回一个结果或抛出一个异常，而 Future 表示一个任务的异步结果。Future 提供了检查任务是否完成、等待任务完成和获取任务结果的方法。

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如何在 Java 中实现异步 HTTP 请求?▷

可以使用 CompletableFuture 和 Java 的 HttpClient 类来实现异步 HTTP 请求。例如：


HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("http://example.com")).build();
CompletableFuture<HttpResponse<String>> response = client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
response.thenAccept(res -> {
    // 处理响应
    System.out.println(res.body());
});

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如何使用 CompletableFuture 实现超时控制?▷

可以使用 CompletableFuture 提供的 orTimeout 方法来实现超时控制。例如：


CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 模拟长时间运行的任务
}).orTimeout(3, TimeUnit.SECONDS).exceptionally(ex -> {
    // 处理超时异常
    return defaultValue;
});

该方法允许在指定时间内未完成任务时抛出 TimeoutException。

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