面试题：Java中CompletableFuture自定义线程池runAsync方法的异常处理

Question

在使用CompletableFuture的runAsync方法结合自定义线程池时，如果异步任务执行过程中抛出异常，如何优雅地捕获并处理这个异常？请通过代码示例说明，同时阐述不同处理方式的优缺点。

Answer 1

捕获异常的方式及代码示例

1. 使用whenComplete方法

   import java.util.concurrent.*;
   import java.util.concurrent.CompletableFuture;
   
   public class CompletableFutureExceptionHandling {
       private static final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
   
       public static void main(String[] args) {
           CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
               if (Math.random() > 0.5) {
                   throw new RuntimeException("Simulated exception");
               }
               System.out.println("Task completed successfully");
           }, executor);
   
           future.whenComplete((v, ex) -> {
               if (ex != null) {
                   System.out.println("Caught exception: " + ex.getMessage());
               }
           }).thenRun(() -> {
               executor.shutdown();
           });
       }
   }
   

2. 使用exceptionally方法

   import java.util.concurrent.*;
   import java.util.concurrent.CompletableFuture;
   
   public class CompletableFutureExceptionHandling2 {
       private static final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
   
       public static void main(String[] args) {
           CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
               if (Math.random() > 0.5) {
                   throw new RuntimeException("Simulated exception");
               }
               System.out.println("Task completed successfully");
           }, executor);
   
           future.exceptionally(ex -> {
               System.out.println("Caught exception: " + ex.getMessage());
               return null;
           }).thenRun(() -> {
               executor.shutdown();
           });
       }
   }
   

不同处理方式的优缺点

1. whenComplete方法
   • 优点：
     • 可以同时处理正常结果和异常情况，能在任务完成后统一进行后续处理，无论任务成功还是失败都可以执行相同的后续逻辑。
   • 缺点：
     • 无法返回一个替代结果来处理异常情况。如果需要对异常情况返回特定值用于后续链式调用，whenComplete方法不太适用。
2. exceptionally方法
   • 优点：
     • 专门用于处理异常，并且可以返回一个替代结果。这在需要根据异常情况返回不同结果以继续链式调用CompletableFuture的操作时非常有用。
   • 缺点：
     • 只能处理异常情况，对于正常结果没有直接的处理方式。如果同时需要对正常结果进行处理，还需要结合其他方法（如thenApply等）。