一. Future

JDK 5引入了Future模式谚殊。Future接口是Java多線程Future模式的實現(xiàn)，在java.util.concurrent包中碑隆，可以來進行異步計算赠法。

Future模式是多線程設(shè)計常用的一種設(shè)計模式对雪。Future模式可以理解成：我有一個任務(wù)怜庸，提交給了Future当犯，F(xiàn)uture替我完成這個任務(wù)。期間我自己可以去做任何想做的事情割疾。一段時間之后嚎卫，我就便可以從Future那兒取出結(jié)果。

Future的接口很簡單宏榕，只有五個方法拓诸。

public interface Future<V> {

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

    boolean isCancelled();

    boolean isDone();

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

Future接口的方法介紹如下：

• boolean cancel (boolean mayInterruptIfRunning) 取消任務(wù)的執(zhí)行。參數(shù)指定是否立即中斷任務(wù)執(zhí)行麻昼，或者等等任務(wù)結(jié)束
• boolean isCancelled () 任務(wù)是否已經(jīng)取消奠支，任務(wù)正常完成前將其取消，則返回 true
• boolean isDone () 任務(wù)是否已經(jīng)完成抚芦。需要注意的是如果任務(wù)正常終止胚宦、異常或取消燕垃，都將返回true
• V get () throws InterruptedException, ExecutionException 等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束枢劝，然后獲得V類型的結(jié)果。InterruptedException 線程被中斷異常卜壕， ExecutionException任務(wù)執(zhí)行異常您旁，如果任務(wù)被取消，還會拋出CancellationException
• V get (long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException 同上面的get功能一樣轴捎，多了設(shè)置超時時間鹤盒。參數(shù)timeout指定超時時間，uint指定時間的單位侦副，在枚舉類TimeUnit中有相關(guān)的定義侦锯。如果計 算超時，將拋出TimeoutException

一般情況下秦驯，我們會結(jié)合Callable和Future一起使用尺碰，通過ExecutorService的submit方法執(zhí)行Callable，并返回Future译隘。

        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

        Future<String> future = executor.submit(() -> { //Lambda 是一個 callable亲桥， 提交后便立即執(zhí)行，這里返回的是 FutureTask 實例
            System.out.println("running task");
            Thread.sleep(10000);
            return "return task";
        });

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        System.out.println("do something else");  //前面的的 Callable 在其他線程中運行著固耘，可以做一些其他的事情

        try {
            System.out.println(future.get());  //等待 future 的執(zhí)行結(jié)果题篷，執(zhí)行完畢之后打印出來
        } catch (InterruptedException e) {
        } catch (ExecutionException e) {

        } finally {
            executor.shutdown();
        }

比起future.get()，其實更推薦使用get (long timeout, TimeUnit unit) 方法厅目，設(shè)置了超時時間可以防止程序無限制的等待future的結(jié)果番枚。

二. CompletableFuture介紹

2.1 Future模式的缺點

• Future雖然可以實現(xiàn)獲取異步執(zhí)行結(jié)果的需求法严，但是它沒有提供通知的機制，我們無法得知Future什么時候完成葫笼。

• 要么使用阻塞深啤，在future.get()的地方等待future返回的結(jié)果，這時又變成同步操作渔欢。要么使用isDone()輪詢地判斷Future是否完成，這樣會耗費CPU的資源瘟忱。

2.2 CompletableFuture介紹

Netty奥额、Guava分別擴展了Java 的 Future 接口，方便異步編程访诱。

Java 8新增的CompletableFuture類正是吸收了所有Google Guava中ListenableFuture和SettableFuture的特征垫挨，還提供了其它強大的功能，讓Java擁有了完整的非阻塞編程模型：Future触菜、Promise 和 Callback(在Java8之前九榔，只有無Callback 的Future)。

CompletableFuture能夠?qū)⒒卣{(diào)放到與任務(wù)不同的線程中執(zhí)行涡相，也能將回調(diào)作為繼續(xù)執(zhí)行的同步函數(shù)哲泊，在與任務(wù)相同的線程中執(zhí)行。它避免了傳統(tǒng)回調(diào)最大的問題催蝗，那就是能夠?qū)⒖刂屏鞣蛛x到不同的事件處理器中切威。

CompletableFuture彌補了Future模式的缺點。在異步的任務(wù)完成后丙号，需要用其結(jié)果繼續(xù)操作時先朦，無需等待∪В可以直接通過thenAccept喳魏、thenApply、thenCompose等方式將前面異步處理的結(jié)果交給另外一個異步事件處理線程來處理怀薛。

三. CompletableFuture特性

3.1 CompletableFuture的靜態(tài)工廠方法

runAsync 和 supplyAsync 方法的區(qū)別是runAsync返回的CompletableFuture是沒有返回值的。

        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            System.out.println("Hello");
        });

        try {
            future.get();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("CompletableFuture");

而supplyAsync返回的CompletableFuture是由返回值的鼓择，下面的代碼打印了future的返回值三幻。

        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("CompletableFuture");

3.2 Completable

future.get()在等待執(zhí)行結(jié)果時呐能，程序會一直block念搬，如果此時調(diào)用complete(T t)會立即執(zhí)行抑堡。

        CompletableFuture<String> future  = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");

        future.complete("World");

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

執(zhí)行結(jié)果：

World

可以看到future調(diào)用complete(T t)會立即執(zhí)行。但是complete(T t)只能調(diào)用一次朗徊，后續(xù)的重復(fù)調(diào)用會失效首妖。

如果future已經(jīng)執(zhí)行完畢能夠返回結(jié)果，此時再調(diào)用complete(T t)則會無效爷恳。

        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");

        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        future.complete("World");

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

執(zhí)行結(jié)果：

Hello

如果使用completeExceptionally(Throwable ex)則拋出一個異常有缆，而不是一個成功的結(jié)果。

        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");

        future.completeExceptionally(new Exception());

        try {
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

執(zhí)行結(jié)果：

java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.Exception
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