我发现，"各领风骚数百年，一代新人换旧人"是任何事物的底层逻辑，Java面试八股文也不例外。
前几年，但凡面试中问到多线程相关内容，那一定少不了"说下线程池7大参数的作用"，现在已经换成了"用过CompletableFuture吗？说说你对它的理解"。
至于原因，我觉得一定少不了两点，一个是CompletableFuture真实用，另一个是CompletableFuture真好用。下面我们就来详细介绍一下。
Future 和 FutureTask
从上图我们可以看到，CompletableFuture 实现了 Future 与 CompletionStage 两个接口。
其中，CompletionStage 接口和 CompletableFuture 类是在Java 8中同时新增的，而 Future 接口则是在Java 5中产生的。因此，我们可以认为 CompletableFuture 是 Future 及其实现类 FutureTask 的增强版本。
我们先来回顾一下 Future 和 FutureTask。代码demo如下：
java
package com.example.demo;
import java.util.concurrent.*;
public class FutureTaskDemo {
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<>(new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
Thread.sleep(2000);
return "futureTask1 执行完成";
}
});
new Thread(futureTask1).start();
FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<>(new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
Thread.sleep(2100);
return "futureTask2 执行完成";
}
});
new Thread(futureTask2).start();
while (true) {
//isDone() 方法的作用是，判断任务是否执行完毕，通常在程序中轮询使用
if (futureTask1.isDone() && futureTask2.isDone()) {
//get() 方法的作用是，以阻塞的方式，获取任务执行结果
System.out.println(futureTask1.get());
System.out.println(futureTask2.get());
break;
}
}
}
}我们可以看到，Future 和 FutureTask 的功能比较单一，只支持 get() 和 isDone() 方法，一旦业务场景稍微复杂一些，则需要在此基础上写很多业务代码才能支持。
而CompletableFutrue的出现，则正是为了解决这个问题。下面我们来梳理一下CompletableFutrue的诸多用法。
1、任务异步化
CompletableFuture允许任务在后台线程中异步执行，不会阻塞主线程。
Demo1：
java
package com.example.demo;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class CompletableFutureDemo {
public static void main(String[] args) {
CompletableFuture future1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {
System.out.println("执行没有返回值的任务");
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "执行有返回值的任务";
});
System.out.println(future2.join());
}
}
打印日志如下：
执行没有返回值的任务
执行有返回值的任务如 Demo1 所示，使用 runAsync() 方法执行任务是没有返回值的，而通过 supplyAsync() 方法执行任务则支持返回值，可以通过 get() 和 join() 方法获取。
两者区别是，get() 方法抛出检查时异常，程序必须进行处理，而 join() 方法抛出运行时异常，程序可不做处理。
2、任务依赖
通过CompletableFuture提供的方法，可以方便地对任务进行链式操作，构建复杂的任务依赖关系。
Demo2：
csharp
package com.example.demo;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class CompletableFutureDemo {
public static void main(String[] args) {
CompletableFuture future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
System.out.println("执行第一个任务");
return 0;
}).thenRun(() -> {
System.out.println("执行第二个任务");
}).thenRun(() -> {
System.out.println("执行第三个任务");
});
CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 5)
.thenAccept(result -> {
System.out.println("任务执行结果 = " + result * 3);
}).thenAccept(result -> {
System.out.println("任务执行完成");
});
CompletableFuture<Integer> future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 5)
.thenApply(result -> result * 3)
.thenApply(result -> result + 3);
System.out.println(future3.join());
}
}
打印日志如下：
执行第一个任务
执行第二个任务
执行第三个任务
任务执行结果 = 15
任务执行完成
18如 Demo2 所示，我们可以通过thenRun() 、thenAccept()、thenApply() 方法将前后任务连接起来，形成前后有依赖的任务链。其中：
- thenRun(Runnable runnable): 对异步任务的结果进行操作，不能传入参，也没有返回值。
- thenAccept(Consumer consumer): 对异步任务的结果进行消费，可以传入参，但没有返回值。
- thenApply(Function function): 对异步任务的结果进行转换，可传入参，返回一个新的CompletableFuture。
3、任务并行取第一个
CompletableFuture支持多个任务的并行执行，且返回第一个最先完成的任务结果。
Demo3：
ini
package com.example.demo;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class CompletableFutureDemo {
public static void main(String[] args) {
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "朋友小王去你家送药");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "朋友小张去你家送药");
CompletableFuture<Object> anyFutures = CompletableFuture.anyOf(future1, future2);
System.out.println(anyFutures.join());
}
}
打印日志如下：
朋友小王去你家送药如 Demo3 所示，我们可以通过 anyOf() 方法来进行实现。需要注意的是，如果最快完成的任务出现异常，则返回的CompletableFuture 执行 get() 方法时会抛出异常。
4、任务并行取全部
CompletableFuture支持多个任务的并行执行，等到所有结果产生后，再进行汇总计算。
Demo4：
ini
package com.example.demo;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class CompletableFutureDemo {
public static void main(String[] args) {
CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 15);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10);
CompletableFuture<Integer> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2).thenApply(res -> {
return future1.join() + future2.join();
});
System.out.println(allFutures.join());
}
}
打印日志如下：
25如 Demo4 所示，我们可以通过 allOf() 方法来进行实现。 需要注意的是，如果任意一个任务出现异常，则返回的CompletableFuture 执行 get() 方法时会抛出异常。
5、任务回调
CompletableFuture支持某个任务执行完成后，去继续执行一个回调方法。
Demo5：
ini
package com.example.demo;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class CompletableFutureDemo {
public static void main(String[] args) {
CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "返回任务结果";
});
CompletableFuture<String> future1Callback = future1.whenComplete((result, throwable) -> {
System.out.println("执行回调任务");
});
System.out.println(future1Callback.join());
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
return "返回任务结果";
});
CompletableFuture<String> future2Callback = future2.handle((result, throwable) -> {
return "返回回调结果";
});
System.out.println(future2Callback.join());
}
}
打印日志如下：
执行回调任务
返回任务结果
返回回调结果如 Demo5 所示，我们可以通过 whenComplete()、handle() 方法实现任务回调。两者区别在于：
- whenComplete() 方法没有返回值，且返回的 CompletableFuture 为任务结果，而非回调结果。
- handle() 方法有返回值，且返回的 CompletableFuture 为回调结果。
结语
其实，CompletableFuture的方法还有很多，但本着少即是多的原则，这里只梳理了我们在日常coding中最常用到的，以及技术面试中最常用到问到的那80%。