CompleteFuture的介紹

CompletableFuture是Java 8提供的一種基于Future的異步編程的實(shí)現(xiàn)。它不僅可以代表異步計(jì)算的結(jié)果，還能夠定義它完成之后的回調(diào)函數(shù)。它的實(shí)現(xiàn)在java.util.concurrent.CompletableFuture的包內(nèi)。

CompletableFuture的實(shí)現(xiàn)涉及到JDK 8的幾個(gè)新特性，如Lambda、Stream、線程池等，它允許把任務(wù)池、線程池和阻塞隊(duì)列組合在一起，使得開發(fā)者可以更加簡單地實(shí)現(xiàn)異步編程，對程序的執(zhí)行性能也帶來了一定的提升。

與Future相比，CompletableFuture的優(yōu)勢在于：

• 可以直接對多個(gè)任務(wù)進(jìn)行鏈?zhǔn)?、組合等處理，而不需要借助并發(fā)工具類。
• 實(shí)現(xiàn)了對任務(wù)編排的能力，可以輕松地組織不同任務(wù)的運(yùn)行順序、規(guī)則以及方式。

CompleteFuture的特點(diǎn)

CompletableFuture的特點(diǎn)主要包括異步執(zhí)行、鏈?zhǔn)讲僮骱挽`活性強(qiáng)。

• 異步執(zhí)行：CompletableFuture允許任務(wù)在后臺線程中異步執(zhí)行，不會阻塞主線程，提高了應(yīng)用程序的響應(yīng)性和性能。
• 鏈?zhǔn)讲僮鳎篊ompletableFuture支持鏈?zhǔn)讲僮鳎梢苑奖愕靥幚砣蝿?wù)的依賴關(guān)系和結(jié)果轉(zhuǎn)換。
• 靈活性強(qiáng)：相比于傳統(tǒng)的Future接口，CompletableFuture更加靈活和強(qiáng)大，提供了豐富的方法來處理異步操作和多個(gè)任務(wù)的結(jié)果。

CompleteFuture的應(yīng)用場景

CompletableFuture的應(yīng)用場景主要包括異步編程、任務(wù)組合和并發(fā)編程。

• 異步編程：在需要執(zhí)行耗時(shí)操作的情況下，使用CompletableFuture可以實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行，避免阻塞主線程，提高程序的響應(yīng)性和性能。
• 任務(wù)組合：CompletableFuture支持鏈?zhǔn)讲僮?，可以將多個(gè)異步任務(wù)組合在一起，按照指定的順序和邏輯執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的依賴關(guān)系和結(jié)果轉(zhuǎn)換。
• 并發(fā)編程：在多線程環(huán)境下，CompletableFuture可以方便地處理多個(gè)任務(wù)的結(jié)果，避免線程間的競爭和同步問題，提高并發(fā)編程的效率和可靠性。

CompletableFuture的優(yōu)缺點(diǎn)

CompletableFuture的優(yōu)點(diǎn)主要包括簡潔易用、支持異步編程、任務(wù)組合和并發(fā)編程等。它提供了一種簡潔的方式來處理異步計(jì)算和任務(wù)組合，使得異步編程更加容易和高效。

然而，CompletableFuture也存在一些缺點(diǎn)，例如：

• 無法對多個(gè)任務(wù)進(jìn)行鏈?zhǔn)秸{(diào)用：如果希望在計(jì)算任務(wù)完成后執(zhí)行特定動作，比如發(fā)郵件，但CompletableFuture卻沒有提供這樣的能力。
• 無法組合多個(gè)任務(wù)：如果運(yùn)行了10個(gè)任務(wù)，并期望在它們?nèi)繄?zhí)行結(jié)束后執(zhí)行特定動作，那么在CompletableFuture中這是無能為力的。
• 沒有異常處理：CompletableFuture接口中沒有關(guān)于異常處理的方法。

Future的介紹

Future是Java中用于異步計(jì)算的一個(gè)接口。它提供了一種方式，允許將一個(gè)耗時(shí)的計(jì)算任務(wù)放到另一個(gè)線程中執(zhí)行，而主線程可以繼續(xù)處理其他任務(wù)。

在Future接口中，通常包含一些方法，如isDone()、get()、cancel()等。isDone()方法用于檢查Future是否已經(jīng)完成，get()方法用于獲取Future的結(jié)果，cancel()方法用于取消Future的計(jì)算任務(wù)。

使用Future接口可以實(shí)現(xiàn)異步計(jì)算，提高程序的執(zhí)行效率。當(dāng)需要執(zhí)行一個(gè)耗時(shí)的計(jì)算任務(wù)時(shí)，可以創(chuàng)建一個(gè)Future對象，然后將該對象傳遞給異步線程執(zhí)行。異步線程執(zhí)行完成后，可以通過Future對象獲取計(jì)算結(jié)果。

Future的特點(diǎn)

Future的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

• 表示異步操作未完成時(shí)的狀態(tài)：Future對象可以表示一個(gè)異步操作是否完成，如果異步操作未完成，F(xiàn)uture對象的狀態(tài)為未完成，如果異步操作完成，F(xiàn)uture對象的狀態(tài)為已完成。
• 可以用來獲取異步操作完成后返回的結(jié)果：通過Future對象提供的get方法，可以獲取異步操作完成后返回的結(jié)果。
• 不提供直接的方式來添加回調(diào)函數(shù)：Future不提供一種直接的方式來添加回調(diào)函數(shù)，處理操作完成后的結(jié)果或異常。
• 只能表示異步任務(wù)是否完成，而不能手動觸發(fā)任務(wù)的完成或組合多個(gè)任務(wù)：Future只能表示異步任務(wù)是否完成，而不能手動觸發(fā)任務(wù)的完成或組合多個(gè)任務(wù)。

Future的應(yīng)用場景

Future的應(yīng)用場景主要在并發(fā)編程中，當(dāng)我們需要用到非阻塞的模型時(shí)，F(xiàn)uture就顯得尤為重要。

在Java多線程的三種實(shí)現(xiàn)中，無論是繼承Thread類還是實(shí)現(xiàn)Runnable接口，都是異步的，并且主調(diào)函數(shù)無法獲取到返回值。而Future則可以接收多線程的執(zhí)行結(jié)果。具體來說，F(xiàn)uture接收一個(gè)可能還沒有完成的異步任務(wù)的結(jié)果，針對這個(gè)結(jié)果可以添加Callable以便任務(wù)執(zhí)行成功或失敗后作出相應(yīng)的操作。

采用Future修改的異步方法，在每次被異步調(diào)用以后會馬上返回（無論異步方法體是否執(zhí)行完成），F(xiàn)uture就會監(jiān)聽異步任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)（成功、失?。鹊綀?zhí)行完成以后，就能通過Future.get()方法獲取到異步返回的結(jié)果。也就是說，如果批量調(diào)用采用Future修飾的異步方法，程序不會阻塞等待，然后再遍歷Future列表，即可獲取到所有的異步結(jié)果（Future的內(nèi)部機(jī)制是等所有的異步任務(wù)完成了才進(jìn)行遍歷）。這種請求耗時(shí)只會略大于耗時(shí)最長的一個(gè)Future修飾的方法。

Future的優(yōu)缺點(diǎn)

Future的優(yōu)點(diǎn)主要包括：

• 異步處理：Future允許將耗時(shí)的計(jì)算任務(wù)放到另一個(gè)線程中執(zhí)行，不會阻塞主線程，提高了程序的執(zhí)行效率。
• 鏈?zhǔn)讲僮?/strong>：Future支持鏈?zhǔn)讲僮?，可以方便地處理任?wù)的依賴關(guān)系和結(jié)果轉(zhuǎn)換。

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 模擬耗時(shí)操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "Hello, World!";
        });

        // 獲取異步計(jì)算的結(jié)果
        String result = future.get();
        System.out.println(result);
    }
}

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class FutureExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

        // 提交任務(wù)并獲取Future對象
        Future<String> future = executor.submit(() -> {
            // 模擬耗時(shí)操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "Hello, World!";
        });

        // 獲取異步計(jì)算的結(jié)果
        String result = future.get();
        System.out.println(result);

        // 關(guān)閉ExecutorService
        executor.shutdown();
    }
}

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 模擬耗時(shí)操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "Hello, World!";
        }).thenApply(result -> {
            // 鏈?zhǔn)讲僮鳎簩Y(jié)果進(jìn)行處理
            return result.toUpperCase();
        }).thenAccept(result -> {
            // 鏈?zhǔn)讲僮鳎簩Y(jié)果進(jìn)行處理并輸出到控制臺
            System.out.println(result);
        });

        // 獲取異步計(jì)算的結(jié)果（如果需要）
        future.get();
    }
}