Как асинхронно возвести числа в квадрат и собрать результаты в список на Java

Что проверяют

Умеете ли вы работать с CompletableFuture: запустить задачи, дождаться всех и собрать результат без гонок и потери порядка. Следом спрашивают, в каком пуле это выполняется, что будет при исключении и есть ли смысл в асинхронности для такой дешёвой операции.

Как отвечать

Покажите короткое решение:

List<CompletableFuture<Integer>> futures = numbers.stream()
    .map(n -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> n * n, executor))
    .toList();
List<Integer> squares = CompletableFuture
    .allOf(futures.toArray(CompletableFuture[]::new))
    .thenApply(v -> futures.stream().map(CompletableFuture::join).toList())
    .join();

И проговорите детали:

• пул: без второго аргумента supplyAsync берёт ForkJoinPool.commonPool(), общий на всё приложение. Для задач с вводом-выводом нужен свой ExecutorService, в Java 21 удобно Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() в try-with-resources;
• порядок: значения собираются из списка futures, поэтому порядок совпадает с исходным, даже если задачи завершились вразнобой;
• ожидание: allOf возвращает CompletableFuture<Void>, сами значения берутся через join уже после завершения всех;
• ошибки: join бросает непроверяемое CompletionException, get бросает проверяемое ExecutionException. Обработку добавляют через exceptionally или handle.

Честно скажите про смысл: квадрат числа считается за наносекунды, и накладные расходы на задачу в пуле больше самой работы. Для вычислений по коллекции проще parallelStream(), а CompletableFuture оправдан, когда каждая задача ходит в сеть или базу.

Где спотыкаются

Добавляют результаты в обычный ArrayList прямо из thenAccept. Это гонка: элементы теряются или список ломается.

Вызывают join сразу после каждого supplyAsync внутри цикла. Код становится последовательным, асинхронность пропадает.

Пускают блокирующие вызовы в commonPool(). Он маленький, по умолчанию на единицу меньше числа ядер, и медленный HTTP-клиент тормозит всё, что делит этот пул, включая параллельные стримы.