Java - CompletableFuture API 改进

你好，未来的 Java 开发者们！我很高兴与你们一起开始这段激动人心的旅程，我们将一起探索 Java CompletableFuture API 改进的精彩世界。如果你是编程新手，不用担心；我们将从基础开始，逐步深入。在本教程结束时，你会发现你学到了很多！

CompletableFuture 是什么？

在我们深入了解改进之前，让我们先了解一下 CompletableFuture 是什么。想象你正在烹饪一顿复杂的饭菜。你不想等意大利面煮开后再开始切菜，对吧？CompletableFuture 就像你厨房里的多位厨师，每个人同时处理不同的任务。这是 Java 处理异步编程的方式，让你的代码能够同时做多项事情，而不会变得混乱。

基本的 CompletableFuture 示例

让我们从一个简单的示例开始：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Hello, Future!";
});

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

在这段代码中，我们创建了一个返回 String 的 CompletableFuture。supplyAsync 方法在一个单独的线程中运行我们的代码。我们通过让线程睡眠一秒钟来模拟一些工作。之后，它返回我们的问候。get() 方法等待 future 完成，并给我们结果。

对延迟和超时的支持

CompletableFuture API 中的一个令人兴奋的改进是对延迟和超时的更好支持。这就像在厨房里设置一个定时器——你不想让酱汁炖个没完！

延迟示例

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
.thenApply(s -> s + ", World!")
.completeOnTimeout("Timeout occurred", 2, TimeUnit.SECONDS)
.orTimeout(3, TimeUnit.SECONDS);

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

在这个示例中，我们创建了一个 future，它说 "Hello"，然后修改它为 "Hello, World!"。我们使用了两个新方法：

1. completeOnTimeout：如果 future 在 2 秒内没有完成，它将用默认值完成 future。
2. orTimeout：如果 future 在 3 秒内没有完成，它将抛出一个异常。

这样，我们确保如果出了问题，代码不会无限期地挂起。

对子类化的改进支持

CompletableFuture 类现在更容易扩展，允许你创建自己的专用版本。这就像能够创建自己的定制厨房设备，它正好满足你的需求！

子类化示例

public class MyFuture<T> extends CompletableFuture<T> {
@Override
public <U> MyFuture<U> thenApply(Function<? super T, ? extends U> fn) {
return (MyFuture<U>) super.thenApply(fn);
}

// 其他重写的方法...
}

MyFuture<String> myFuture = new MyFuture<>();
myFuture.complete("Hello, Custom Future!");
System.out.println(myFuture.get());

在这个示例中，我们创建了自己的 MyFuture 类，它扩展了 CompletableFuture。我们重写了 thenApply 方法以返回我们的自定义 future 类型。这允许我们在保持自定义类型的同时链式操作。

新的工厂方法

Java 引入了新的工厂方法，使得创建 CompletableFutures 更加容易。这就像在你的食谱书中有预设的配方！

工厂方法表

方法	描述
failedFuture(Throwable ex)	创建一个已经异常完成的 CompletableFuture
completedStage(T value)	创建一个已经用给定值完成的新 CompletionStage
failedStage(Throwable ex)	创建一个已经异常完成的新 CompletionStage

工厂方法示例

CompletableFuture<String> successFuture = CompletableFuture.completedFuture("Success!");
CompletableFuture<String> failedFuture = CompletableFuture.failedFuture(new Exception("Oops!"));

try {
System.out.println(successFuture.get());
System.out.println(failedFuture.get());
} catch (Exception e) {
System.out.println("发生错误: " + e.getMessage());
}

在这个示例中，我们使用 completedFuture 方法创建一个已经成功的 future，以及使用 failedFuture 方法创建一个已经失败的 future。这对于测试或者当你需要整合同步和异步代码时非常有用。

结论

哇！我们今天覆盖了很多内容。从理解 CompletableFuture 的基础知识到探索它的新改进，你已经迈出了进入 Java 异步编程世界的第一步。记住，就像学习烹饪一样，掌握这些概念需要实践。不要害怕实验和犯错误——这是我们学习的方式！

在我多年的教学经验中，我发现那些表现出色的学生是那些不怕在代码中“动手”的人。因此，我鼓励你拿这些示例，修改它们，打破它们，看看会发生什么。这是真正理解它们工作原理的最好方式。

在我们结束之前，我想起了一个学生曾经告诉我，学习 CompletableFuture 就像学习杂技——起初，让所有的球在空中似乎是不可能的，但随着实践，它会变成第二天性。所以继续练习，不久之后，你将能够像专业人士一样处理复杂的异步操作！

祝编码愉快，未来的 Java 大师们！

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