面试题：Java中CompletableFuture异步任务结果传递：复杂链式调用及异常处理

Question

假设有一系列异步任务，第一个任务CompletableFuture<String> task1返回一个字符串，第二个任务需要将该字符串解析为整数（假设解析可能失败），第三个任务将这个整数平方。如果在解析或平方过程中出现异常，需要捕获并返回一个默认值 -1。请用代码展示如何通过CompletableFuture的链式调用完成上述功能，详细说明每一步链式调用方法的意义以及异常处理机制。

Answer 1

import java.util.concurrent.CompletableFuture;

public class AsyncTaskChain {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<String> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "10");

        CompletableFuture<Integer> task2 = task1.thenApplyAsync(s -> {
            try {
                return Integer.parseInt(s);
            } catch (NumberFormatException e) {
                return -1;
            }
        });

        CompletableFuture<Integer> task3 = task2.thenApplyAsync(i -> {
            if (i != -1) {
                return i * i;
            }
            return -1;
        });

        task3.thenAccept(System.out::println).join();
    }
}

每一步链式调用方法的意义

1. supplyAsync:
   • 用于异步执行一个有返回值的任务。在task1中，CompletableFuture.supplyAsync(() -> "10")创建了一个异步任务，该任务返回字符串"10"。这里使用supplyAsync是因为任务有返回值，且希望异步执行以提高效率。
2. thenApplyAsync:
   • 在task2中，task1.thenApplyAsync(s -> { ... })接收task1的返回值（字符串）作为参数s，并异步地将其转换为整数。这里使用thenApplyAsync而不是thenApply是为了在新的线程中执行转换操作，避免阻塞主线程。在这个lambda表达式中，尝试将字符串解析为整数，如果解析失败，捕获NumberFormatException并返回默认值-1。
   • 在task3中，task2.thenApplyAsync(i -> { ... })接收task2的返回值（整数）作为参数i，并异步地将其平方。同样使用thenApplyAsync以异步执行平方操作。如果i不等于-1（即解析成功），则返回平方值；否则返回-1。
3. thenAccept:
   • task3.thenAccept(System.out::println)接收task3的返回值，并对其进行消费。这里将task3的返回值打印输出。thenAccept适用于只需要处理返回值而不需要返回新结果的情况。

异常处理机制

1. 解析异常处理:
   • 在task2的thenApplyAsync中，通过try - catch块捕获NumberFormatException异常，当字符串解析为整数失败时，返回默认值-1。这样就避免了异常向上传播，保证了后续任务task3能正常接收一个有效值（即使是默认值）。
2. 平方异常处理:
   • 在task3的thenApplyAsync中，通过判断i是否等于-1来处理可能在解析阶段产生的异常影响。如果i为-1，直接返回-1，而不进行平方操作，从而避免因异常解析值导致的运行时错误。同时，如果在平方过程中出现其他异常（如Integer溢出，这里未详细处理，但理论上可以在try - catch块中捕获处理），也可以类似地进行异常捕获并返回默认值。

综上所述，通过CompletableFuture的链式调用和异常处理机制，实现了一系列异步任务的顺序执行，并在遇到异常时返回默认值。