Czym jest CompletableFuture?

CompletableFuture w Java 8+ reprezentuje rozszerzenie modelu Future, dodając możliwości programowania asynchronicznego i kompozycji zadań.

Implementuje interfejsy CompletionStage i Future. CompletionStage definiuje kontrakt dla asynchronicznego wykonywania i kompozycji kroków obliczeniowych.

Kluczowe cechy:

• Operacje nieblokujące: Pozwala wykonywać zadania asynchronicznie, nie blokując głównego wątku.
• Kompozycja: Zapewnia bogate API do łączenia i łączenia wyników wielu operacji asynchronicznych.
• Obsługa wyjątków: Wbudowane mechanizmy obsługi błędów w strumieniach asynchronicznych.
• Tworzenie: Można tworzyć CompletableFuture zakończone, nie zakończone lub z błędem.
• Zależności: Pozwala tworzyć łańcuchy zależnych zadań, gdzie wykonanie jednego zależy od zakończenia drugiego.
• Wykonanie równoległe: Metody takie jak allOf i anyOf do równoległego wykonywania wielu zadań.

Przykłady użycia:

1. Tworzenie i zakończenie:

   // Tworzenie zakończonego CompletableFuture
   CompletableFuture<String> completedFuture = CompletableFuture.completedFuture("Cześć");
   
   // Tworzenie nieukończonego CompletableFuture i jego późniejsze zakończenie
   CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();
   // ... wykonywanie pracy asynchronicznej ...
   future.complete("Gotowe");
   // Lub w przypadku błędu
   // future.completeExceptionally(new RuntimeException("Błąd"));
   

2. Wykonywanie zadania asynchronicznego:

   CompletableFuture<String> asyncFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
       // Praca asynchroniczna (np. czytanie z pliku, zapytanie sieciowe)
       try {
           Thread.sleep(1000);
       } catch (InterruptedException e) {
           throw new IllegalStateException(e);
       }
       return "Wynik asynchroniczny";
   });
   

3. Kompozycja z thenApply:

   CompletableFuture<Integer> result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10)
       .thenApply(x -> x * 2); // Wynik poprzedniego kroku jest przekazywany do funkcji
   

4. Kompozycja z thenCombine:

   CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
   CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 20);
   
   CompletableFuture<Integer> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (res1, res2) -> res1 + res2); // Połączenie wyników dwóch CompletableFuture
   

5. Obsługa zakończenia z thenAccept:

   CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Wynik końcowy")
       .thenAccept(result -> System.out.println("Zadanie zakończone z wynikiem: " + result)); // Wykonanie akcji po zakończeniu bez zwracania wartości
   

6. Obsługa wyjątków z exceptionally:

   CompletableFuture<String> futureWithException = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
       throw new RuntimeException("Coś poszło nie tak");
   }).exceptionally(ex -> {
       System.err.println("Wystąpił błąd: " + ex.getMessage());
       return "Wartość domyślna"; // Zwraca wartość domyślną w przypadku błędu
   });
   

CompletableFuture znacznie upraszcza pisanie kodu asynchronicznego i nieblokującego w Javie, czyniąc go bardziej czytelnym i łatwiejszym w utrzymaniu w porównaniu z tradycyjnymi callbackami lub blokującymi wywołaniami Future.get().