1. 引言
Java 核心库提供了基础的异步计算 API —— Future。其中 CompletableFuture 是较新的实现之一。Vavr 则提供了其函数式风格的替代方案。本文将深入探讨 Vavr 的 Future API，并通过实际示例演示其核心功能。
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2. Maven 依赖
Vavr 的 Future API 已包含在核心依赖中。添加到 pom.xml：
<dependency>
<groupId>io.vavr</groupId>
<artifactId>vavr</artifactId>
<version>0.9.2</version>
</dependency>
💡 最新版本可在 Maven Central 查询
3. Vavr 的 Future
Future 只存在两种状态：
- Pending：计算进行中
- Completed：计算完成（成功返回结果/失败抛异常/被取消）
相比 Java 原生 Future 的核心优势：
可以轻松注册回调函数，并以非阻塞方式组合操作。
4. 基础 Future 操作
4.1 启动异步计算
使用 Vavr 启动异步任务：
String initialValue = "Welcome to ";
Future<String> resultFuture = Future.of(() -> someComputation());
4.2 从 Future 获取值
通过 get() 或 getOrElse() 提取值：
String result = resultFuture.getOrElse("Failed to get underlying value.");
⚠️ 关键区别：
get()：简单直接，异常时抛出getOrElse()：异常时返回默认值，推荐使用
📌 注意：
get()会阻塞线程直到结果就绪
非阻塞方式使用 getValue()：
Option<Try<String>> futureOption = resultFuture.getValue();
Try<String> futureTry = futureOption.get();
String result = futureTry.get();
检查 Future 是否包含值（阻塞操作）：
resultFuture.isEmpty(); // 阻塞直到完成
4.3 自定义线程池
默认使用 Executors.newCachedThreadPool()，可替换为自定义实现：
@Test
public void whenChangeExecutorService_thenCorrect() {
String result = Future.of(newSingleThreadExecutor(), () -> HELLO)
.getOrElse(error);
assertThat(result)
.isEqualTo(HELLO);
}
5. 完成后的回调处理
onSuccess()：成功时触发onFailure()：失败时触发
Future<String> resultFuture = Future.of(() -> appendData(initialValue))
.onSuccess(v -> System.out.println("成功完成 - 结果: " + v))
.onFailure(v -> System.out.println("执行失败 - 结果: " + v));
onComplete() 和 andThen() 在完成时触发（无论成功失败），后者保证顺序执行：
Future<String> resultFuture = Future.of(() -> appendData(initialValue))
.andThen(finalResult -> System.out.println("完成 - 1: " + finalResult))
.andThen(finalResult -> System.out.println("完成 - 2: " + finalResult));
6. 实用 Future 操作
6.1 阻塞当前线程
await() 行为：
- Pending 时阻塞直到完成
- 已完成时立即返回
resultFuture.await(); // 简单粗暴的阻塞等待
6.2 取消计算
随时取消任务：
resultFuture.cancel();
6.3 获取底层线程池
resultFuture.executorService(); // 返回 ExecutorService 实例
6.4 获取失败异常
通过 getCause() 获取 Throwable：
@Test
public void whenDivideByZero_thenGetThrowable2() {
Future<Integer> resultFuture = Future.of(() -> 10 / 0)
.await();
assertThat(resultFuture.getCause().get().getMessage())
.isEqualTo("/ by zero");
}
或使用 failed() 转换为失败 Future：
@Test
public void whenDivideByZero_thenGetThrowable1() {
Future<Integer> resultFuture = Future.of(() -> 10 / 0);
assertThatThrownBy(resultFuture::get)
.isInstanceOf(ArithmeticException.class);
}
6.5 状态检查方法
三个自解释方法：
isCompleted()：是否完成isSuccess()：是否成功isFailure()：是否失败
@Test
public void whenDivideByZero_thenCorrect() {
Future<Integer> resultFuture = Future.of(() -> 10 / 0)
.await();
assertThat(resultFuture.isCompleted()).isTrue();
assertThat(resultFuture.isSuccess()).isFalse();
assertThat(resultFuture.isFailure()).isTrue();
}
6.6 链式计算操作
map() 应用函数到结果：
@Test
public void whenCallMap_thenCorrect() {
Future<String> futureResult = Future.of(() -> "from Baeldung")
.map(a -> "Hello " + a)
.await();
assertThat(futureResult.get())
.isEqualTo("Hello from Baeldung");
}
避免嵌套 Future 使用 flatMap()：
@Test
public void whenCallFlatMap_thenCorrect() {
Future<Object> futureMap = Future.of(() -> 1)
.flatMap((i) -> Future.of(() -> "Hello: " + i));
assertThat(futureMap.get()).isEqualTo("Hello: 1");
}
6.7 转换 Future 值
transformValue() 改变值类型：
@Test
public void whenTransform_thenCorrect() {
Future<Object> future = Future.of(() -> 5)
.transformValue(result -> Try.of(() -> HELLO + result.get()));
assertThat(future.get()).isEqualTo(HELLO + 5);
}
6.8 合并 Future
zip() 将多个 Future 合并为元组：
@Test
public void whenCallZip_thenCorrect() {
Future<String> f1 = Future.of(() -> "hello1");
Future<String> f2 = Future.of(() -> "hello2");
assertThat(f1.zip(f2).get())
.isEqualTo(Tuple.of("hello1", "hello2"));
}
⚠️ 只要有一个 Future 未完成，结果 Future 就保持 Pending
6.9 与 CompletableFuture 互转
转换 Vavr Future 为 Java 原生 CompletableFuture：
@Test
public void whenConvertToCompletableFuture_thenCorrect()
throws Exception {
CompletableFuture<String> convertedFuture = Future.of(() -> HELLO)
.toCompletableFuture();
assertThat(convertedFuture.get())
.isEqualTo(HELLO);
}
反向转换使用 fromCompletableFuture()。
6.10 异常处理
recover() 提供默认值：
@Test
public void whenFutureFails_thenGetErrorMessage() {
Future<String> future = Future.of(() -> "Hello".substring(-1))
.recover(x -> "fallback value");
assertThat(future.get())
.isEqualTo("fallback value");
}
recoverWith() 返回另一个 Future：
@Test
public void whenFutureFails_thenGetAnotherFuture() {
Future<String> future = Future.of(() -> "Hello".substring(-1))
.recoverWith(x -> Future.of(() -> "fallback value"));
assertThat(future.get())
.isEqualTo("fallback value");
}
fallbackTo() 优先级降级处理：
@Test
public void whenBothFuturesFail_thenGetErrorMessage() {
Future<String> f1 = Future.of(() -> "Hello".substring(-1));
Future<String> f2 = Future.of(() -> "Hello".substring(-2));
Future<String> errorMessageFuture = f1.fallbackTo(f2);
Future<Throwable> errorMessage = errorMessageFuture.failed();
assertThat(
errorMessage.get().getMessage())
.isEqualTo("begin -1, end 5, length 5");
}
7. 总结
本文深入探讨了 Vavr Future 的核心概念与实用技巧，通过示例演示了：
- 异步任务启动与结果获取
- 回调机制与线程池定制
- 丰富的链式操作与异常处理
- 与 Java 原生 API 的互操作
完整代码示例可在 GitHub 获取。