在Java并发编程中，CompletableFuture是一个非常强大的工具类，它提供了一种简单且灵活的方式来实现异步编程。CompletableFuture的回调机制和异步通知功能使得我们可以更加方便地处理多个异步任务的执行结果。
CompletableFuture的基本概念
CompletableFuture是Java 8引入的一个类，它实现了Future接口，并提供了更强大的功能。相比于传统的Future，CompletableFuture具有更好的灵活性和扩展性。
CompletableFuture可以理解为一个包装类，用于处理异步任务的执行结果。它的特点是可以将多个异步任务串行或并行地执行，并且可以在每个任务执行完成后触发相应的回调函数。
回调机制的原理
CompletableFuture通过thenApply、thenAccept和thenRun等方法来实现回调机制。这些方法接收一个Function、Consumer或Runnable参数，表示在任务执行成功时的回调函数。
- thenApply方法接收一个Function参数，用于修改任务的返回结果并返回一个新的CompletableFuture对象。
- thenAccept方法接收一个Consumer参数，用于处理任务的返回结果。
- thenRun方法接收一个Runnable参数，用于执行一些额外的操作，而不关心任务的返回结果。
这些回调函数会被自动调用，当CompletableFuture的计算结果可用时。
异步通知的功能
CompletableFuture还提供了一些方法来实现异步通知功能。这些方法包括：
- complete方法：用于手动地将CompletableFuture的计算结果设置为给定的值。
- completeExceptionally方法：用于手动地将CompletableFuture的计算过程设置为异常完成状态，并将给定的异常作为计算结果。
- cancel方法：用于手动地取消CompletableFuture的计算过程。
这些方法可以用于主动通知其它等待这个CompletableFuture的任务，或者在某些特定情况下触发相应的动作。
实例应用场景
CompletableFuture的回调机制和异步通知功能在实际开发中有着广泛的应用场景。以下是一些常见的应用示例：
1. 异步任务的并行执行
CompletableFuture可以将多个异步任务并行执行，并在所有任务完成后执行一些操作。例如：
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> doSomething());
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> doSomethingElse());
CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
allFutures.thenRun(() -> {
// 所有任务完成后的操作
});
2. 异步任务的串行执行
CompletableFuture可以将多个异步任务串行执行，并在每个任务完成后执行一些操作。例如：
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> doSomething());
CompletableFuture<String> future2 = future1.thenApply(result1 -> doSomethingWithResult(result1));
CompletableFuture<String> future3 = future2.thenApply(result2 -> doSomethingWithResult(result2));
future3.thenAccept(result3 -> {
// 任务完成后的操作
});
3. 异步任务的超时处理
CompletableFuture可以设置一个超时时间，并在任务执行超过该时间时触发回调函数。例如：
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> doSomething());
CompletableFuture<String> timedOutFuture = future.applyToEither(
CompletableFuture.delayedExecutor(5, TimeUnit.SECONDS),
CompletableFuture.failedFuture(new TimeoutException())
);
timedOutFuture.thenAccept(result -> {
// 任务完成后的操作
});
4. 异步任务的异常处理
CompletableFuture可以通过exceptionally方法设置一个异常处理回调函数，用于处理任务执行过程中的异常情况。例如：
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> doSomething());
future.exceptionally(ex -> {
// 处理异常情况
return "default value";
});
future.thenAccept(result -> {
// 任务完成后的操作
});
总结
CompletableFuture的回调机制和异步通知功能为我们处理多个异步任务的执行结果提供了便捷的方式。它可以更加灵活地处理异步任务的并行和串行执行，处理超时和异常情况，并触发相应的操作。在实际开发中，我们可以根据具体的需求，合理地运用CompletableFuture来提高程序的并发性能和可靠性。
本文来自极简博客，作者：数据科学实验室，转载请注明原文链接：CompletableFuture的回调机制与异步通知
