CompletableFuture

1. Introducción

• CompletableFuture es una clase de Java (java.util.concurrent) introducida en Java 8 para programación asíncrona.
• Representa un resultado futuro de una tarea asíncrona que puede ser completado manualmente.
• Permite encadenar tareas, combinar resultados, manejar errores y ejecutar operaciones en paralelo.
• Mejora la interfaz Future tradicional al ofrecer métodos no bloqueantes y mayor flexibilidad.

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2. Creación de un CompletableFuture

Métodos estáticos comunes:

• supplyAsync(Supplier<U> supplier):

  • Ejecuta una tarea asíncrona que devuelve un resultado (Supplier).
  • Usa el ForkJoinPool.commonPool() por defecto o un Executor personalizado.

  CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hola");

• runAsync(Runnable runnable):

  • Ejecuta una tarea asíncrona sin retorno (Runnable).

  CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Ejecutando"));

• completedFuture(value):

  • Crea un CompletableFuture ya completado con un valor.

  CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.completedFuture("Resultado");

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3. Métodos Básicos

• Completar manualmente:
  • complete(T value): Completa el futuro con un valor.
  • completeExceptionally(Throwable ex): Completa el futuro con una excepción.
• Obtener resultados:
  • get(): Bloquea hasta obtener el resultado (lanza InterruptedException, ExecutionException).
  • join(): Similar a get(), pero lanza CompletionException (no requiere try-catch).

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4. Encadenamiento de Tareas

Métodos para encadenar:

• thenApply(Function<T, U>):

  • Transforma el resultado del futuro con una función.

  future.thenApply(s -> s + " Mundo"); // "Hola Mundo"

• thenAccept(Consumer<T>):

  • Ejecuta una acción con el resultado (sin retorno).

  future.thenAccept(s -> System.out.println(s));

• thenRun(Runnable):

  • Ejecuta una acción al finalizar (sin acceso al resultado).

  future.thenRun(() -> System.out.println("Finalizado"));

• thenCompose(Function<T, CompletableFuture<U>>):

  • Para encadenar futuros anidados (evita CompletableFuture<CompletableFuture<T>>).

  future.thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + "!"));

Variantes Asíncronas:

• thenApplyAsync(), thenAcceptAsync(), etc.: Ejecutan la siguiente etapa en un hilo diferente.

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5. Combinación de Futures

• thenCombine(CompletableFuture<U>, BiFunction<T, U, V>):

  • Combina dos futuros cuando ambos completan.

  future1.thenCombine(future2, (a, b) -> a + b);

• thenAcceptBoth(CompletableFuture<U>, BiConsumer<T, U>):

  • Ejecuta un Consumer con los resultados de ambos futuros.

• runAfterBoth(CompletableFuture<?>, Runnable):

  • Ejecuta una acción cuando ambos futuros completan.

• applyToEither(CompletableFuture<T>, Function<T, U>):

  • Procesa el resultado del futuro que complete primero.

  future1.applyToEither(future2, s -> s);

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6. Manejo de Excepciones

• exceptionally(Function<Throwable, T>):

  • Maneja excepciones y devuelve un valor por defecto.

  future.exceptionally(ex -> "Falló: " + ex.getMessage());

• handle(BiFunction<T, Throwable, U>):

  • Maneja tanto éxito como error.

  future.handle((res, ex) -> ex != null ? "Error" : res);

• whenComplete(BiConsumer<T, Throwable>):

  • Similar a handle, pero no transforma el resultado (solo para efectos secundarios).

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7. Métodos de Utilidad

• allOf(CompletableFuture<?>...):

  • Crea un futuro que completa cuando todos los futuros dados completan.

  CompletableFuture.allOf(future1, future2).join();

• anyOf(CompletableFuture<?>...):

  • Completa cuando cualquiera de los futuros completa.

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8. Ejemplos Prácticos

Ejemplo 1: Encadenamiento simple

CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10)
    .thenApply(n -> n * 2)
    .thenAccept(System.out::println); // 20

Ejemplo 2: Combinación de futuros

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hola");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Mundo");

future1.thenCombine(future2, (a, b) -> a + " " + b)
       .thenAccept(System.out::println); // "Hola Mundo"

Ejemplo 3: Manejo de excepciones

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (Math.random() > 0.5) throw new RuntimeException("Error");
    return "Éxito";
}).exceptionally(ex -> "Recuperación: " + ex.getMessage())
  .thenAccept(System.out::println);

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9. Mejores Prácticas

• Evitar bloqueos: Preferir métodos como thenApply/thenAccept en lugar de get().
• Usar Executors personalizados: Para controlar recursos en aplicaciones intensivas.
• Manejar excepciones: Siempre incluir exceptionally o handle en cadenas largas.
• Evitar anidamiento excesivo: Usar thenCompose para futuros anidados.

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10. Casos de Uso Comunes

• Procesamiento paralelo de datos.
• Composición de llamadas a APIs asíncronas.
• Ejecución de tareas con tiempo límite (Java 9+ con orTimeout).
• Pipeline de operaciones con manejo de errores.

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11. Consideraciones Adicionales (Java 9+)

• orTimeout(timeout, TimeUnit): Completa con TimeoutException si no finaliza en el tiempo.
• completeOnTimeout(defaultValue, timeout, TimeUnit): Completa con un valor por defecto si hay timeout.