Lekcje

Jak uruchamiać zadania równolegle i łączyć wyniki za pomocą CompletableFuture: łączenie dwóch wyników przez thenCombine/ thenCombineAsync, oczekiwanie zestawu zadań przez allOf, reakcja na najszybszą odpowiedź przez anyOf. Przejrzymy sygnatury, praktyczne przykłady z supplyAsync, nieblokujące przetwarzanie ( thenAccept, thenRun), a także niuanse błędów i ich obsługę ( exceptionally, handle, whenComplete). Na końcu — zwięzła tabela porównawcza metod.

Jak bezpiecznie łapać i obsługiwać wyjątki w łańcuchach CompletableFuture: omawiamy role exceptionally (wartość zapasowa przy błędzie), handle (uniwersalny handler sukcesu/błędu) i whenComplete (działania uboczne bez zmiany wyniku). Omówimy, dlaczego bezpośrednie wywołanie get()/ join() owija przyczyny w ExecutionException/ CompletionException, jak łączyć etapy ( thenApply, thenAccept) i jakich typowych błędów unikać.

Jak poprawnie „sklejać” asynchroniczne kroki w CompletableFuture za pomocą thenCompose i kiedy wystarczy thenApply; jak i po co podłączać własną pulę wątków przez ExecutorService (zamiast ForkJoinPool.commonPool()); jak zabezpieczyć łańcuchy przed „wiecznym oczekiwaniem” przy użyciu orTimeout i completeOnTimeout. Na końcu — praktyczny przykład z niestandardowym Executor, thenCompose i timeoutem, a także typowe błędy i ich rozwiązania.

W tym wykładzie omawiamy asynchroniczne wejście/wyjście (AIO) w Java NIO.2: czym różni się od synchronicznego I/O, jak pracować z AsynchronousFileChannel, uruchamiać operacje odczytu/zapisu poprzez Future i CompletionHandler, a także jaki wpływ ma wybór puli wątków ExecutorService. W praktyce zobaczymy otwieranie kanału przez open, metody read/ write, schemat współdziałania oraz częste błędy.

Jak w Javie obsługiwać zakończenie asynchronicznych operacji NIO2: „obietnice” przez Future i wywołania zwrotne przez CompletionHandler. Omówimy sygnatury read/ write w AsynchronousFileChannel, blokujące pobieranie wyniku przez get() i sprawdzanie isDone(), a także nieblokującą obsługę w completed()/ failed(). Pokażemy praktyczne przykłady odczytu/zapisu i krótkie porównanie podejść.

Ćwiczymy asynchroniczny I/O w Javie: czytamy duże pliki tekstowe blokami do ByteBuffer przez AsynchronousFileChannel, poprawnie przekształcamy bajty w znaki za pomocą CharsetDecoder, zapisujemy dane z powrotem asynchronicznie (przez Future lub CompletionHandler). Omawiamy problem „rozcięcia” wielobajtowych znaków (np. "UTF-8"), zliczanie wierszy w locie, dobór kodowań i typowe błędy przy pracy z buforami i kanałami.

Jak poprawnie przechwytywać i obsługiwać błędy w asynchronicznym wejściu/wyjściu Javy: callbacki CompletionHandler z metodami completed/ failed, logowanie i powiadomienia. Omawiamy anulowanie operacji przez Future i cancel( boolean), konsekwencje dla get() i CancellationException, a także praktyczne wskazówki: try-with-resources, synchronizację z CountDownLatch/ CompletableFuture i zwalnianie zasobów.

Praktyczna analiza pułapek przy pracy z asynchronicznym wejściem/wyjściem plików w Java NIO: poprawne zarządzanie buforami ByteBuffer (właściwości position/ limit, wywołania flip(), clear(), compact()), wyścigi danych przy równoległych operacjach z AsynchronousFileChannel, zamykanie zasobów ( channel.close(), try-with-resources), obsługa błędów w CompletionHandler (metoda failed(...)), zarządzanie cyklem życia operacji poprzez Future<Integer> i synchronizację z CountDownLatch, poprawna obsługa kodowań przez CharsetDecoder, a także wybór odpowiedniej puli wątków ExecutorService.

Wyjaśniamy, czym różnią się wątki platformowe od wirtualnych: jak działa model „ Platform Thread → OS” i dlaczego jest ciężki, co zmieniają wątki wirtualne ( Virtual Thread) działające na wierzchu carrier threads, oraz jak daje to skalowalność bez reaktywnego „spaghetti”. Zobaczymy praktykę z Thread.ofVirtual(), porównamy zachowanie zadań I/O‑bound i CPU‑bound, poruszymy zgodność (blokujące wywołania takie jak InputStream.read, Socket.accept) oraz typowe błędy (stare mechanizmy synchronizacji, oczekiwanie „magicznego przyspieszenia”).

Praktyka pracy z wirtualnymi wątkami w Java 21: czym różnią się od wątków platformowych, jak uruchamiać je przez Thread.startVirtualThread(...) i Thread.ofVirtual().start(...), kiedy nadal ma sens new Thread(...) lub Thread.ofPlatform(), oraz jak masowo wykonywać zadania za pomocą Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor(). Omówimy oczekiwanie na zakończenie przez join(), obsługę błędów z Future i ExecutionException, a także typowe błędy przy korzystaniu z Virtual Threads.

Praktyczne porównanie wątków platformowych Thread i wątków wirtualnych w Java 21: jak JVM dzięki „ nośnikom” (carrier threads) wykonuje setki tysięcy zadań przy minimalnym zużyciu pamięci, gdzie wątki wirtualne błyszczą (I/O‑bound), a gdzie nie (CPU‑bound). Omówimy ograniczenia ( synchronized, blokady natywne), najlepsze praktyki ( Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()), monitoring przez JVisualVM i Java Flight Recorder, a także typowe błędy przy przejściu na Virtual Threads.

Omówimy, jak uruchamiać jedno zadanie w jednym wirtualnym wątku za pomocą Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() (Java 21), czym to się różni od klasycznych pul ( newFixedThreadPool, newCachedThreadPool), jak poprawnie kończyć pracę przez shutdown() i awaitTermination(...), odbierać wyniki zadań przez Future oraz gdzie wirtualne wątki dają największy zysk (masowy I/O, serwery WWW, testy obciążeniowe). Na końcu — typowe błędy i niuanse.