关于CompletableFuture的一切，看这篇文章就够了

文章目录

CompletableFuture作为Future使用
异步执行code
组合Futures
thenApply() 和 thenCompose()的区别
并行执行任务
异常处理

java中CompletableFuture的使用

之前的文章中，我们讲解了Future，本文我们将会继续讲解java 8中引入的CompletableFuture的用法。

CompletableFuture首先是一个Future，它拥有Future所有的功能，包括获取异步执行结果，取消正在执行的任务等。

除此之外，CompletableFuture还是一个CompletionStage。

我们看下CompletableFuture的定义：

public class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T>

什么是CompletionStage呢？

在异步程序中，如果将每次的异步执行都看成是一个stage的话，我们通常很难控制异步程序的执行顺序，在javascript中，我们需要在回调中执行回调。这就会形成传说中的回调地狱。

好在在ES6中引入了promise的概念，可以将回调中的回调转写为链式调用，从而大大的提升了程序的可读性和可写性。

同样的在java中，我们使用CompletionStage来实现异步调用的链式操作。

CompletionStage定义了一系列的then*** 操作来实现这一功能。

CompletableFuture作为Future使用

调用CompletableFuture.complete方法可以立马返回结果，我们看下怎么使用这个方法来构建一个基本的Future：

    public Future<String> calculateAsync() throws InterruptedException {CompletableFuture<String> completableFuture= new CompletableFuture<>();Executors.newCachedThreadPool().submit(() -> {Thread.sleep(500);completableFuture.complete("Hello");return null;});return completableFuture;}

上面我们通过调动ExecutorService来提交一个任务从而得到一个Future。如果你知道执行的结果，那么可以使用CompletableFuture的completedFuture方法来直接返回一个Future。

    public Future<String> useCompletableFuture(){Future<String> completableFuture =CompletableFuture.completedFuture("Hello");return completableFuture;}

CompletableFuture还提供了一个cancel方法来立马取消任务的执行：

    public Future<String> calculateAsyncWithCancellation() throws InterruptedException {CompletableFuture<String> completableFuture = new CompletableFuture<>();Executors.newCachedThreadPool().submit(() -> {Thread.sleep(500);completableFuture.cancel(false);return null;});return completableFuture;}

如果这个时候调用Future的get方法，将会报CancellationException异常。

Future<String> future = calculateAsyncWithCancellation();
future.get(); // CancellationException

异步执行code

CompletableFuture提供了runAsync和supplyAsync的方法，可以以异步的方式执行代码。

我们看一个runAsync的基本应用，接收一个Runnable参数：

    public  void runAsync(){CompletableFuture<Void> runAsync= CompletableFuture.runAsync(()->{log.info("runAsync");});}

而supplyAsync接受一个Supplier：

    public void supplyAsync(){CompletableFuture<String> supplyAsync=CompletableFuture.supplyAsync(()->{return "supplyAsync";});}

他们两个的区别是一个没有返回值，一个有返回值。

组合Futures

上面讲到CompletableFuture的一个重大作用就是将回调改为链式调用，从而将Futures组合起来。

而链式调用的返回值还是CompletableFuture，我们看一个thenCompose的例子：

CompletableFuture<String> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello").thenCompose(s -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> s + " World"));

thenCompose将前一个Future的返回结果作为后一个操作的输入。

如果我们想合并两个CompletableFuture的结果，则可以使用thenCombine：

    public void thenCombine(){CompletableFuture<String> completableFuture= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello").thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> " World"), (s1, s2) -> s1 + s2));}

如果你不想返回结果，则可以使用thenAcceptBoth：

    public void thenAcceptBoth(){CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello").thenAcceptBoth(CompletableFuture.supplyAsync(() -> " World"),(s1, s2) -> System.out.println(s1 + s2));}

thenApply() 和 thenCompose()的区别

thenApply()和thenCompose()两个方法都可以将CompletableFuture连接起来，但是两个有点不一样。

thenApply()接收的是前一个调用返回的结果，然后对该结果进行处理。

thenCompose()接收的是前一个调用的stage，返回flat之后的的CompletableFuture。

简单点比较，两者就像是map和flatMap的区别。

并行执行任务

当我们需要并行执行任务时，通常我们需要等待所有的任务都执行完毕再去处理其他的任务，那么我们可以用到CompletableFuture.allOf方法：

    public void allOf(){CompletableFuture<String> future1= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");CompletableFuture<String> future2= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Beautiful");CompletableFuture<String> future3= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");CompletableFuture<Void> combinedFuture= CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3);}

allOf只保证task全都执行，而并没有返回值，如果希望带有返回值，我们可以使用join：

    public void join(){CompletableFuture<String> future1= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");CompletableFuture<String> future2= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Beautiful");CompletableFuture<String> future3= CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");String combined = Stream.of(future1, future2, future3).map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.joining(" "));}

上面的程序将会返回：“Hello Beautiful World”。

异常处理

如果在链式调用的时候抛出异常，则可以在最后使用handle来接收：

    public void handleError(){String name = null;CompletableFuture<String> completableFuture=  CompletableFuture.supplyAsync(() -> {if (name == null) {throw new RuntimeException("Computation error!");}return "Hello, " + name;}).handle((s, t) -> s != null ? s : "Hello, Stranger!");}

这和Promise中的catch方法使用类似。

本文的例子可以参考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/CompletableFuture

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