目录
- 前言
- 1. 基本知识
- 2. Demo
- 3. 实战
前言
Java基本知识：
- java框架 零基础从入门到精通的学习路线 附开源项目面经等（超全）
- 【Java项目】实战CRUD的功能整理（持续更新）
1. 基本知识
CompletableFuture 是 Java 8 引入的异步编程类，属于 java.util.concurrent 包的一部分
异步计算（async computation）
事件驱动（callback）
任务组合（composition）
异常处理（exception handling）
核心思想是非阻塞地执行任务，并在任务完成后处理结果
核心特性
非阻塞：与 Future.get() 阻塞不同，CompletableFuture 可以通过回调非阻塞地处理结果
链式调用：可以通过方法链组合多个异步任务
异常处理：提供 exceptionally、handle 等方法处理异常
线程池支持：可以指定 Executor 来控制异步任务执行线程
常用的方法总结如下：
| 方法 | 类型 | 功能描述 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
runAsync(Runnable) | 创建 | 异步执行无返回值任务 | 默认使用 ForkJoinPool.commonPool()，任务无返回值 |
supplyAsync(Supplier<U>) | 创建 | 异步执行有返回值任务 | 默认使用 ForkJoinPool.commonPool() |
thenApply(Function<? super T,? extends U>) | 转换 | 对结果进行处理并返回新值 | 上一个任务异常时不执行 |
thenAccept(Consumer<? super T>) | 消费 | 对结果进行消费，无返回值 | 上一个任务异常时不执行 |
thenRun(Runnable) | 消费 | 上一个任务完成后执行，无结果传递 | 上一个任务异常时不执行 |
thenCompose(Function<? super T,? extends CompletionStage<U>>) | 组合 | 链式异步调用，顺序依赖 | 可以避免嵌套CompletableFuture |
thenCombine(CompletionStage<? extends U>, BiFunction<? super T,? super U,? extends V>) | 组合 | 两个独立异步任务完成后合并结果 | 两个任务都完成才执行 |
thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U>, BiConsumer<? super T,? super U>) | 组合 | 两个独立任务完成后消费结果 | 无返回值 |
runAfterBoth(CompletionStage<?> , Runnable) | 组合 | 两个独立任务完成后执行，无结果传递 | 无返回值 |
allOf(CompletableFuture<?>...) | 等待 | 等待所有任务完成 | 返回CompletableFuture<Void>，需自行获取每个结果 |
anyOf(CompletableFuture<?>...) | 等待 | 任意一个任务完成即可 | 返回CompletableFuture<Object>，需强转类型 |
exceptionally(Function<Throwable,? extends T>) | 异常处理 | 捕获异常并返回默认值 | 上游异常时触发 |
handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U>) | 异常处理 | 对结果或异常处理 | 无论异常与否都会执行 |
whenComplete(BiConsumer<? super T,? super Throwable>) | 异常处理 | 对结果或异常进行观察，无返回值 | 类似finally |
核心方法：
创建：supplyAsync(), runAsync()
链式处理：thenApply(), thenAccept(), thenRun()
组合：thenCompose(), thenCombine(), allOf(), anyOf()
异常处理：exceptionally(), handle()
2. Demo
示例 1：异步任务执行
publicstaticvoiddemoRunAsync(){CompletableFuture.runAsync(()->{System.out.println("执行任务: "+Thread.currentThread().getName());}).join();}示例 2：有返回值异步任务
publicstaticvoiddemoSupplyAsync(){intresult=CompletableFuture.supplyAsync(()->{return42;}).thenApply(x->x*2).join();System.out.println("结果: "+result);}示例 3：组合两个任务
publicstaticvoiddemoThenCombine(){CompletableFuture<Integer>f1=CompletableFuture.supplyAsync(()->10);CompletableFuture<Integer>f2=CompletableFuture.supplyAsync(()->20);intsum=f1.thenCombine(f2,Integer::sum).join();System.out.println("组合结果: "+sum);}示例 4：异常处理
publicstaticvoiddemoExceptionally(){CompletableFuture<Integer>future=CompletableFuture.supplyAsync(()->{if(true)thrownewRuntimeException("出错了");return100;});intresult=future.exceptionally(ex->{System.out.println("捕获异常: "+ex.getMessage());return-1;}).join();System.out.println("最终结果: "+result);}示例 5：等待多个任务完成
publicstaticvoiddemoAllOf(){CompletableFuture<Integer>f1=CompletableFuture.supplyAsync(()->10);CompletableFuture<Integer>f2=CompletableFuture.supplyAsync(()->20);CompletableFuture<Integer>f3=CompletableFuture.supplyAsync(()->30);CompletableFuture<Void>all=CompletableFuture.allOf(f1,f2,f3);all.join();// 等待所有任务完成intsum=f1.join()+f2.join()+f3.join();System.out.println("总和: "+sum);}大的一个Demo：
importjava.util.concurrent.*;publicclassCompletableFutureDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ExecutorServiceexecutor=Executors.newFixedThreadPool(3);// 异步任务1CompletableFuture<Integer>future1=CompletableFuture.supplyAsync(()->{System.out.println("任务1执行线程: "+Thread.currentThread().getName());return10;},executor);// 异步任务2CompletableFuture<Integer>future2=CompletableFuture.supplyAsync(()->{System.out.println("任务2执行线程: "+Thread.currentThread().getName());return20;},executor);// 组合任务：任务1和任务2完成后求和CompletableFuture<Integer>resultFuture=future1.thenCombine(future2,(a,b)->a+b);// 处理结果和异常resultFuture.thenAccept(sum->System.out.println("结果: "+sum)).exceptionally(ex->{System.out.println("异常："+ex.getMessage());returnnull;});// 等待所有任务完成resultFuture.join();executor.shutdown();}}截图如下：
3. 实战
之所以有这个知识点，是因为我原先的异步写错了，导致有这个总结的思路
上述意思如下：
线程A： 算法1算法2算法3实际应该如下：
线程A：算法1线程B：算法2线程C：算法3实际如下:
AI 算法A→Future<TaskResult>AI 算法B→Future<TaskResult>AI 算法C→Future<TaskResult>↓ allOf 等待 ↓ 汇总结果给前端大致的Demo如下:
publicclassAiRecognition{publicstaticStringTOKEN="xxx";// === 线程池（生产环境建议交给 Spring 管理）===privatestaticfinalExecutorServiceEXECUTOR=Executors.newFixedThreadPool(3);/** * 三个 AI 算法并发识别 */publicstaticCompletableFuture<AiCheckResult>aiCheckAll(StringimgUrlF,StringimgUrlL,StringimgUrlI){CompletableFuture<TaskResult>containerFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()->safeContainerCheck(imgUrlF),EXECUTOR);CompletableFuture<TaskResult>doorFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()->safeDoorCheck(imgUrlL),EXECUTOR);CompletableFuture<TaskResult>innerFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()->safeInnerCheck(imgUrlI),EXECUTOR);returnCompletableFuture.allOf(containerFuture,doorFuture,innerFuture).thenApply(v->{List<TaskResult>list=Arrays.asList(containerFuture.join(),doorFuture.join(),innerFuture.join());AiCheckResultresult=newAiCheckResult();result.setDetails(list);result.setSuccess(list.stream().allMatch(TaskResult::isSuccess));returnresult;});}// === 以下是单个算法的安全封装 ===privatestaticTaskResultsafeContainerCheck(StringimgUrl){try{Stringdata=uploadImageAndRecognize(imgUrl,"http://xxxx");returnTaskResult.ok("containerNumber",data);}catch(Exceptione){returnTaskResult.fail("containerNumber",e.getMessage());}}privatestaticTaskResultsafeDoorCheck(StringimgUrl){try{Stringdata=uploadImageAndGetState(imgUrl,"http://xxxx");returnTaskResult.ok("doorState",data);}catch(Exceptione){returnTaskResult.fail("doorState",e.getMessage());}}privatestaticTaskResultsafeInnerCheck(StringimgUrl){try{Stringdata=uploadImageAndGetState(imgUrl,"http://xxxx");returnTaskResult.ok("innerState",data);}catch(Exceptione){returnTaskResult.fail("innerState",e.getMessage());}}}1️⃣ 定义单个算法的返回结果
publicclassTaskResult{privateStringtaskName;privatebooleansuccess;privateStringdata;privateStringreason;publicstaticTaskResultok(StringtaskName,Stringdata){TaskResultr=newTaskResult();r.taskName=taskName;r.success=true;r.data=data;returnr;}publicstaticTaskResultfail(StringtaskName,Stringreason){TaskResultr=newTaskResult();r.taskName=taskName;r.success=false;r.reason=reason;returnr;}// getter / setter 省略}2️⃣ 汇总返回给前端的结果
publicclassAiCheckResult{privatebooleansuccess;privateList<TaskResult>details;// getter / setter}
