前言
在Java中，当使用CompletableFuture处理异步代码时，有效地管理错误对于确保应用程序的健壮性和可预测性至关重要。一个常见的陷阱是混合同步和异步错误，这可能导致未处理的异常和不一致的异常处理策略。
本文将介绍在Java中使用CompletableFuture处理异步代码异常的最佳实践，重点是防止同步错误泄漏到函数之外（副作用）。本文参考了 Dart 异步处理相关文档。
理解同步与异步异常
在Java中，返回CompletableFuture的函数应理想地以异步方式封装异常。这种方法允许调用者使用exceptionally()等机制统一处理错误。然而，如果一个函数抛出同步异常，它可能会绕过CompletableFuture的异常处理能力，导致未处理的异常。
考虑以下示例：
CompletableFuture<Integer> parseAndRead(Map<String, Object> data) {
String filename = obtainFilename(data); // 可能抛出异常。
File file = new File(filename);
return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
String contents = new String(Files.readAllBytes(file.toPath()));
return parseFileData(contents); // 可能抛出异常。
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
}
在这段代码中，obtainFilename()可能抛出同步异常，这不会被exceptionally()捕获，需要调用者为同步异常实现单独的异常处理逻辑，这并不理想。
解决方案：使用CompletableFuture.supplyAsync()
为了确保所有错误，无论是同步还是异步，都能统一处理，可以将函数体包装在CompletableFuture.supplyAsync()调用中。这种模式确保任何同步错误都被捕获并转换为CompletableFuture封装的异常，从而可以使用exceptionally()进行处理。
以下是修复后的示例：
CompletableFuture<Integer> parseAndRead(Map<String, Object> data) {
return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
String filename = obtainFilename(data); // 可能抛出异常。
File file = new File(filename);
String contents = new String(Files.readAllBytes(file.toPath()));
return parseFileData(contents); // 可能抛出异常。
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
}
通过这种方法，obtainFilename()抛出的任何异常都将被exceptionally()捕获和处理：
public static void main(String[] args) {
parseAndRead(data).exceptionally(e -> {
System.out.println("Inside exceptionally");
e.printStackTrace();
return -1;
});
}
// 程序输出：
// Inside exceptionally
// <obtainFilename抛出的错误的堆栈跟踪>
使用CompletableFuture.supplyAsync()的好处
- 统一错误处理：通过将函数体包装在
CompletableFuture.supplyAsync()中，可以确保所有异常，无论是同步还是异步，都以相同的方式处理。这简化了调用者的异常处理逻辑。 - 增强对未捕获异常的抵抗力：这种方法使代码更健壮，防止意外的同步错误泄漏出函数。这在可能意外发生错误的复杂函数中特别有用。
- 简化代码维护：通过一致的异常处理策略，代码更易于维护和调试，因为不需要为不同类型的异常实现单独的逻辑。
CFFU 提供的便利方法：同步结果封装
CompleatableFutureUtils 提供了同步结果封装，如果同步任务执行失败，异常也会封装在结果里。实现相对简单，代码如下：
public static <T> CompletableFuture<T> fromSyncCall(Callable<? extends T> callable) {
requireNonNull(callable, "callable is null");
try {
return completedFuture(callable.call());
} catch (Throwable ex) {
return failedFuture(ex);
}
}
fromSyncCall 方法不异步执行，只是为了包 CompletableFuture外的逻辑到CompletableFuture，以归一异常处理路径。
这个方法非常实用，可以统一处理结果和异常，无论是同步还是异步操作，都可以通过 CompletableFuture 的方法来处理。
总结
多数情况下，当函数返回 CompleatbleFuture 时，不要直接抛出异常，应该包装到返回结果中。
在Java中处理异步代码时，有效地管理错误对于确保应用程序的健壮性至关重要。通过使用CompletableFuture.supplyAsync()，可以防止同步错误泄漏出函数，从而实现一致和简化的异常处理策略。这种方法不仅使代码更具健壮，而且更易于维护和理解。
