Java——JUC高并发编程，面试必问（ CompletableFuture ）

12 CompletableFuture

12.1 CompletableFuture 简介

CompletableFuture 在 Java 里面被用于异步编程，异步通常意味着非阻塞，可以使得我们的任务单独运行在与主线程分离的其他线程中，并且通过回调可以在主线程中得到异步任务的执行状态，是否完成，和是否异常等信息。

CompletableFuture 实现了 Future, CompletionStage 接口，实现了 Future接口就可以兼容现在有线程池框架，而 CompletionStage 接口才是异步编程的接口抽象，里面定义多种异步方法，通过这两者集合，从而打造出了强大的CompletableFuture 类。

12.2 Future 与 CompletableFuture

Futrue 在 Java 里面，通常用来表示一个异步任务的引用，比如我们将任务提交到线程池里面，然后我们会得到一个 Futrue，在 Future 里面有 isDone 方法来 判断任务是否处理结束，还有 get 方法可以一直阻塞直到任务结束然后获取结果，但整体来说这种方式，还是同步的，因为需要客户端不断阻塞等待或者不断轮询才能知道任务是否完成。

Future 的主要缺点如下：

（1）不支持手动完成
我提交了一个任务，但是执行太慢了，我通过其他路径已经获取到了任务结果，现在没法把这个任务结果通知到正在执行的线程，所以必须主动取消或者一直等待它执行完成。

（2）不支持进一步的非阻塞调用
通过 Future 的 get 方法会一直阻塞到任务完成，但是想在获取任务之后执行额外的任务，因为 Future 不支持回调函数，所以无法实现这个功能。

（3）不支持链式调用
对于 Future 的执行结果，我们想继续传到下一个 Future 处理使用，从而形成一个链式的 pipline 调用，这在 Future 中是没法实现的。

（4）不支持多个 Future 合并比如我们有 10 个 Future 并行执行，我们想在所有的 Future 运行完毕之后，执行某些函数，是没法通过 Future 实现的。

（5）不支持异常处理
Future 的 API 没有任何的异常处理的 api，所以在异步运行时，如果出了问题是不好定位的。

12.3 CompletableFuture 入门

12.3.1 使用 CompletableFuture

场景:主线程里面创建一个 CompletableFuture，然后主线程调用 get 方法会阻塞，最后我们在一个子线程中使其终止。

/**
* 主线程里面创建一个 CompletableFuture，然后主线程调用 get 方法会阻塞，最后我们
在一个子线程中使其终止
* @param args
*/
public static void main(String[] args) throws Exception{
        CompletableFuture future = new CompletableFuture<>();
        new Thread(() -> {
             try{
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() +  "子线程开始干活");
             //子线程睡 5 秒
              Thread.sleep(5000);
             //在子线程中完成主线程
              future.complete("success");
             }catch (Exception e){
                 e.printStackTrace();
             }
         }, "A").start();
            //主线程调用 get 方法阻塞
                  System.out.println("主线程调用 get 方法获取结果为: " + future.get());
                  System.out.println("主线程完成,阻塞结束!!!!!!");
  }

12.3.2 没有返回值的异步任务

/**
* 没有返回值的异步任务
* @param args
*/
public static void main(String[] args) throws Exception{
          System.out.println("主线程开始");
           //运行一个没有返回值的异步任务
           CompletableFuture future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
             try {
                System.out.println("子线程启动干活");
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println("子线程完成");
             } catch (Exception e) {
                  e.printStackTrace();
             }
           });
            //主线程阻塞
          future.get();
          System.out.println("主线程结束");
}

12.3.3 有返回值的异步任务

/**
* 没有返回值的异步任务
* @param args
*/
public static void main(String[] args) throws Exception{
             System.out.println("主线程开始");
              //运行一个有返回值的异步任务
              CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
                   try {
                        System.out.println("子线程开始任务");
                         Thread.sleep(5000);
                    } catch (Exception e) {
                         e.printStackTrace();
                    }
                      return "子线程完成了!";
               });
                 //主线程阻塞
                 String s = future.get();
                 System.out.println("主线程结束, 子线程的结果为:" + s);
}