多线程（59）CompletableFuture

CompletableFuture是Java 8引入的一个非常强大的并发工具，它实现了Future接口，并提供了更强大的异步操作能力。CompletableFuture可以手动完成并且可以构建异步执行的流水线。它的设计让它非常适合用来编写非阻塞的异步代码。

核心特性

异步执行任务：允许你非阻塞地执行任务，不需要等待操作完成即可继续执行。
链式调用：可以将多个CompletableFuture任务串联或组合起来，形成一个链或树。
手动完成：可以手动完成一个任务，即可以手动设置它的结果或异常。
组合式异步编程：提供了丰富的API，支持更复杂的异步编程模式，而不仅仅是简单地启动和等待。

源码解析（简化）

CompletableFuture的实现基于ForkJoinPool，利用了Java的ForkJoin框架来执行异步任务。关键的方法包括supplyAsync、thenApply、thenAccept等，用于构建异步任务的执行流。

public class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T> {
    // 使用ForkJoinPool异步执行任务
    public static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier) {
        CompletableFuture<U> f = new CompletableFuture<U>();
        ForkJoinPool.commonPool().execute(() -> {
            try {
                f.complete(supplier.get());
            } catch (Throwable ex) {
                f.completeExceptionally(ex);
            }
        });
        return f;
    }
    // 其他方法...
}

代码演示

下面是一个示例，展示如何使用CompletableFuture来异步执行任务，并处理结果。

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.function.Supplier;

public class CompletableFutureDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        // 使用CompletableFuture异步执行一个供应者任务
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<String>() {
            @Override
            public String get() {
                // 模拟长时间运行的任务
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return "Hello, CompletableFuture!";
            }
        });
        
        // 注册一个回调函数，当异步任务完成时被调用
        future.thenAccept(result -> System.out.println(result));

        // 阻塞当前线程，等待异步操作完成
        future.join();
        
        System.out.println("任务完成!");
    }
}

注意事项

异常处理：CompletableFuture提供了exceptionally方法来处理异步执行中的异常。
线程使用：默认情况下，CompletableFuture使用公共的ForkJoinPool，但可以通过重载的方法指定不同的执行器。
阻塞与非阻塞：join和get方法用于阻塞当前线程直到Future完成，但在CompletableFuture的异步编程模式中，更推荐使用非阻塞的方式，即通过注册回调函数来处理结果。