什么是 Java 的 CompletableFuture？

回答重点

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个强大的异步编程工具。允许非阻塞地处理异步任务，并且可以通过链式调用组合多个异步操作。

核心特性：

异步执行：使用 runAsync() 或 supplyAsync() 方法，可以非阻塞地执行任务。
任务的组合：可以使用 thenApply()、thenAccept() 等方法在任务完成后进行后续操作，支持链式调用。
异常处理：提供 exceptionally()、handle() 等方法来处理异步任务中的异常。
并行任务：支持多个异步任务的组合，如 thenCombine()、allOf() 等方法，可以在多个任务完成后进行操作。
非阻塞获取结果：相比 Future，CompletableFuture 支持通过回调函数获取结果，而不需要显式的阻塞等待。

扩展知识

使用示例

创建异步任务：

runAsync：创建异步任务，不返回结果
supplyAsync：创建异步任务并返回结果

CompletableFuture<Void> future1 = CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // 异步任务
});

CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 异步任务并返回结果
    return "Hello, mianshiya.com!";
});

任务完成回调：

thenApply：在任务完成后可以对任务结果进行转换返回
thenAccept：在任务完成后对结果进行消费，但不返回新结果
thenRun：在任务完成后执行一个操作，但不需要使用任务结果

// 转换任务结果
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
    .thenApply(result -> result + " mianshiya.com");
    
// 消费任务结果，不返回新结果
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
    .thenAccept(result -> System.out.println(result));
    
// 不消费任务结果，也不返回新结果
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
.thenRun(() -> System.out.println("Task finished"));

任务组合：

thenCombine：合并两个 CompletableFuture 的结果。
thenCompose：将一个 CompletableFuture 的结果作为另一个 CompletableFuture 的输入。

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "面试鸭");

CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> result1 + " " + result2);

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello")
    .thenCompose(result -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> result + " 面试鸭"));

异常处理：

exceptionally：在任务发生异常时提供默认值。
handle：在任务完成或发生异常时进行处理。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) {
        throw new RuntimeException("Exception");
    }
    return "Hello";
}).exceptionally(ex -> "面试鸭");


CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    if (true) {
        throw new RuntimeException("Exception");
    }
    return "Hello";
}).handle((result, ex) -> {
    if (ex != null) {
        return "Default Value";
    }
    return result;
});

并行处理：

allOf：等待多个 CompletableFuture 全部完成
anyOf：任意一个 CompletableFuture 完成时执行操作

CompletableFuture<Void> allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2);
allFutures.thenRun(() -> System.out.println("面试鸭 tasks finished"));


CompletableFuture<Object> anyFuture = CompletableFuture.anyOf(future1, future2);
anyFuture.thenAccept(result -> System.out.println("面试鸭 task finished with result: " + result));

与 Future 的区别：

Future 是 Java 5 引入的接口，提供了基本的异步处理功能，但它的局限性在于只能通过 get() 方法阻塞获取结果，无法链式调用多个任务，也缺少异常处理机制。

CompletableFuture 是 Future 的增强版，提供了非阻塞的结果处理、任务组合和异常处理，使得异步编程更加灵活和强大。

异步执行自定义线程池

默认情况下，CompletableFuture 使用 ForkJoinPool 作为线程池，可以通过自定义线程池提高性能或满足特定的并发需求。

例如：

Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
CompletableFuture.supplyAsync(() -> "result", executor);

异常处理的灵活性：

CompletableFuture 提供了多种处理异常的方式，允许在异步任务中优雅地处理异常，避免代码复杂度提升。常见的异常处理方法有：

exceptionally()
handle()