面试题：Java CompletableFuture thenApply 与其他异步回调方法的深度对比及优化

功能差异

thenApply：接收一个Function作为参数，该Function会对CompletableFuture的结果进行处理并返回一个新的结果，生成一个新的CompletableFuture。例如：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenApply(s -> s + ", World")
                .thenAccept(System.out::println);

thenAccept：接收一个Consumer作为参数，该Consumer会对CompletableFuture的结果进行处理，但不返回新的结果，返回的CompletableFuture的结果为Void。例如：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenAccept(System.out::println);

thenRun：接收一个Runnable作为参数，不关心CompletableFuture的结果，只是在CompletableFuture完成时执行该Runnable任务，返回的CompletableFuture的结果为Void。例如：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
                .thenRun(() -> System.out.println("Task completed"));

适用场景差异

thenApply：适用于需要对异步操作的结果进行转换，生成新的结果供后续异步操作使用的场景。比如从数据库查询数据后，对数据进行格式转换再返回给调用方。
thenAccept：适用于只需要对异步操作的结果进行处理，而不需要返回新结果的场景。例如，将查询到的数据写入日志文件。
thenRun：适用于不依赖异步操作结果，只在异步操作完成时执行一些额外任务的场景。例如，记录异步任务完成的时间戳。

性能差异

在性能方面，它们本身并没有显著差异，主要性能消耗在于任务本身的执行时间。然而，thenRun相对更轻量级，因为它不关心前序任务的结果，thenAccept次之，thenApply需要处理并返回新结果，可能相对复杂一点，但这种差异在大多数情况下可以忽略不计。

高并发且对响应时间敏感系统的优化方案

减少不必要的转换：在高并发且响应时间敏感的系统中，尽量避免使用thenApply进行无意义的结果转换。如果只是对结果进行处理，优先使用thenAccept。
并行处理：使用CompletableFuture的thenApplyAsync、thenAcceptAsync、thenRunAsync等方法，将任务提交到线程池中并行执行，充分利用多核CPU的优势。
减少阻塞：确保异步任务内部不进行长时间的阻塞操作，如同步I/O等。如果无法避免，考虑使用异步I/O。

代码示例

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CompletableFutureOptimization {
    private static final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> calculateResult(), executor)
                        .thenApplyAsync(CompletableFutureOptimization::processResult, executor)
                        .thenAcceptAsync(System.out::println, executor);

        executor.shutdown();
    }

    private static int calculateResult() {
        // 模拟耗时操作
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return 42;
    }

    private static String processResult(int result) {
        // 模拟结果处理
        return "The result is: " + result;
    }
}

在上述示例中，calculateResult方法模拟一个耗时操作，processResult方法模拟对结果的处理。通过thenApplyAsync和thenAcceptAsync方法将任务提交到线程池中并行执行，从而提高系统在高并发场景下的性能。

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