背景知识
要理解 CompletableFuture，首先要弄懂什么是 Future。因为后者是前者的扩展。本文并不打算详细的介绍 Future，毕竟不是本文的重点。
Future是java1.5增加的一个接口，提供了一种异步并行计算的能力。比如说主线程需要执行一个复杂耗时的计算任务，我们可以通过future把这个任务放在独立的线程（池）中执行，然后主线程继续处理其他任务，处理完成后再通过Future获取计算结果。
这里通过一个简单的示例带你理解下 Future。
我们有两个服务，一个是用户服务可以获取用户信息，一个是地址服务，可以通过用户id获取地址信息。如下，
@AllArgsConstructor
@Data
public class PersonInfo {
private long id;
private String name;
private int age;
}public class PersonService {
public PersonInfo getPersonInfo(Long personId) throws InterruptedException {
Thread.sleep(500);//模拟调用耗时
//真实项目中，这里大部分时候是通过dao从数据库获取
return new PersonInfo(personId, "zhangsan", 30); //返回一条
}
}@AllArgsConstructor
public class AddressInfo {
private String addressLine;
private String city;
private String province;
private String country;
}public class AddressService {
public AddressInfo getAddress(long personId) throws InterruptedException {
Thread.sleep(600); //模拟调用耗时
System.out.println("id:" + personId);
//真实项目中，这里大部分时候是通过dao从数据库获取
return new AddressInfo("胜利大街143号", "北京市", "北京", "中国");
}
}然后我们演示下如何在主线程使用 Future 来进行异步调用。
public class FutureTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
long startTime = System.currentTimeMillis();
PersonService personService = new PersonService();
AddressService addressService = new AddressService();
long personId = 100L;
//调用用户服务获取用户基本信息
FutureTask<PersonInfo> personInfoFutureTask = new FutureTask<>(new Callable<PersonInfo>() {
@Override
public PersonInfo call() throws Exception {
return personService.getPersonInfo(personId);
}
});
new Thread(personInfoFutureTask).start();
Thread.sleep(300); //模拟主线程其它操作耗时
FutureTask<AddressInfo> addressInfoFutureTask = new FutureTask<>(new Callable<AddressInfo>() {
@Override
public AddressInfo call() throws Exception {
return addressService.getAddress(personId);
}
});
new Thread(addressInfoFutureTask).start();
PersonInfo personInfo = personInfoFutureTask.get();//获取个人信息结果
AddressInfo addressInfo = addressInfoFutureTask.get();//获取地址信息结果
System.out.println("总共用时" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}
}输出：
总共用时909ms很明显，如果我们不使用 Future，而是在主线程串行的调用，耗时会是 500 + 300 + 600 = 1400 毫秒。通过 Future提供的异步计算功能，我们可以多个任务并行的执行，从而提高执行效率。
我希望你能仔细的看上面的这个示例，因为后面讲到 CompletableFuture 我会使用同一个示例。
基本介绍
通过上面的例子来看，似乎 Future 本身已经很强大了。那么 CompletableFuture 又是做啥的呢？
虽然Future以及相关使用方法提供了异步执行任务的能力，但是对于结果的获取却是很不方便，只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。在上面的示例中，personInfoFutureTask.get() 就是阻塞调用，在线程获取结果之前get方法会一直阻塞。
轮询的方式在上面的示例中没有，其实也很简单。是Future提供了一个isDone方法，我们可以在程序中不断的轮询这个方法查询执行结果。
但是，无论是阻塞方式还是轮询方式，都不够好。
- 阻塞的方式和异步编程的初衷相违背
- 轮询的方式会耗费无谓的CPU资源
正是在这样的背景下，CompletableFuture 在java8横空出世。CompletableFuture提供了一种机制可以让任务执行完成后通知监听的一方，类似设计模式中的观察者模式。
使用示例
首先我们来看看，上面Future那个示例，如果是用 CompletableFuture 该怎么做？
我先给出代码，
public class CompetableFutureTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
long startTime = System.currentTimeMillis();
PersonService personService = new PersonService();
AddressService addressService = new AddressService();
long personId = 100L;
CompletableFuture<PersonInfo> personInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> personService.getPersonInfo(personId));
CompletableFuture<AddressInfo> addressInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> addressService.getAddress(personId));
Thread.sleep(300); //模拟主线程其它操作耗时
PersonInfo personInfo = personInfoCompletableFuture.get();//获取个人信息结果
AddressInfo addressInfo = addressInfoCompletableFuture.get();//获取地址信息结果
System.out.println("总共用时" + (System.currentTimeMillis() - startTime) + "ms");
}
}首先我们实现同样的功能代码简洁很多。supplyAsync 支持异步地执行我们指定的方法，这个例子中的异步执行方法是调用service。我们也可以使用 Executor 执行异步程序，默认是 ForkJoinPool.commonPool()。
另外通过这个示例，可以发现我们完全可以使用 CompletableFuture 代替 Future。
当然 CompletableFuture 的功能远不止与此，不然它的存在就没有意义了。CompletableFuture 提供了几十种方法辅助我们操作异步任务，用好了这些方法可以写出更加简洁，高效的代码。比如下面这个例子：
CompletableFuture<PersonInfo> personInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> personService.getPersonInfo(personId));
CompletableFuture<AddressInfo> addressInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> addressService.getAddress(personId));
final CompletableFuture<Void> completableFutureAllOf =
CompletableFuture.allOf(personInfoCompletableFuture, addressInfoCompletableFuture);
completableFutureAllOf.get(); //执行时间以最长那个任务为准
PersonInfo personInfo = personInfoCompletableFuture.get();//马上返回
AddressInfo addressInfo = addressInfoCompletableFuture.get();//马上返回
这个示例中，allOf可以让我们把多个异步任务结果的获取整合起来，这样操作更简单，代码更简洁。
前面提到了它可以解决的痛点，就是提供了一种类似观察者模式的机制，当异步的计算结果完成后可以通知监听者。下面来看个示例，
CompletableFuture<PersonInfo> personInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> personService.getPersonInfo(personId));
CompletableFuture<AddressInfo> addressInfoCompletableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> addressService.getAddress(personId));
final CompletableFuture<Void> completableFutureAllOf =
CompletableFuture.allOf(personInfoCompletableFuture, addressInfoCompletableFuture);
//监听执行结果，整合两个任务的结果进一步处理
final CompletableFuture<PersonAndAddress> personAndAddressCompletableFuture = completableFutureAllOf.thenApply((voidInput) ->
new PersonAndAddress(personInfoCompletableFuture.join(), addressInfoCompletableFuture.join()));
personAndAddressCompletableFuture.join();//以时间长的任务为准在上面这个示例中，当两个异步任务执行完毕后，我们可以通过thenApply监听到结果并进行处理。
CompletableFuture 还有很多好玩有用的功能，如果感兴趣可以自行研究下。
总结
通过前面的讲解，你应该对 Future 以及它的扩展接口 CompletableFuture 都有了比较深入的认识。
我个人的建议是如果你的项目是基于java8，大部分情况你应该用后者而不是前者。如果你的项目是java8之前的版本，也建议你使用第三方的工具比如 Guava 等框架提供的Future工具类。
参考：
关注公众号：犀牛饲养员的技术笔记
csdn博客: https://blog.csdn.net/pony_ma...
java
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