在对类的命名这篇长文中，我们提到了Future和Promise。
Future相当于一个占位符，代表一个操作将来的结果。一般通过get可以直接阻塞得到结果，或者让它异步执行然后通过callback回调结果。
但如果回调中嵌入了回调呢?如果层次很深，就是回调地狱。Java中的CompletableFuture其实就是Promise，用来解决回调地狱问题。Promise是为了让代码变得优美而存在的。
有多优美?这么说吧，一旦你使用了CompletableFuture，就会爱不释手，就像初恋女友一样，天天想着她。
一系列静态方法
从它的源代码中，我们可以看到，CompletableFuture直接提供了几个便捷的静态方法入口。其中有run和supply两组。
run的参数是Runnable，而supply的参数是Supplier。前者没有返回值，而后者有，否则没有什么两样。
这两组静态函数，都提供了传入自定义线程池的功能。如果你用的不是外置的线程池，那么它就会使用默认的ForkJoin线程池。默认的线程池，大小和用途你是控制不了的，所以还是建议自己传递一个。
典型的代码，写起来是这个样子。
- CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
- return "test";
- });
- String result = future.join();
拿到CompletableFuture后，你就可以做更多的花样。
这些花样有很多
我们说面说了，CompletableFuture的主要作用，就是让代码写起来好看。配合Java8之后的stream流，可以把整个计算过程抽象成一个流。前面任务的计算结果，可以直接作为后面任务的输入，就像是管道一样。
- thenApply
- thenApplyAsync
- thenAccept
- thenAcceptAsync
- thenRun
- thenRunAsync
- thenCombine
- thenCombineAsync
- thenCompose
- thenComposeAsync
比如，下面代码的执行结果是99，并不因为是异步就打乱代码执行的顺序了。
- CompletableFuture<Integer> cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10)
- .thenApplyAsync((e) -> {
- try {
- Thread.sleep(10000);
- } catch (InterruptedException ex) {
- ex.printStackTrace();
- }
- return e * 10;
- }).thenApplyAsync(e -> e - 1);
- cf.join();
- System.out.println(cf.get());
同样的，函数的作用还要看then后面的动词。
- apply 有入参和返回值，入参为前置任务的输出
- accept 有入参无返回值，会返回CompletableFuture
- run 没有入参也没有返回值，同样会返回CompletableFuture
- combine 形成一个复合的结构，连接两个CompletableFuture，并将它们的2个输出结果，作为combine的输入
- compose 将嵌套的CompletableFuture平铺开，用来串联两个CompletableFuture
when和handle
上面的函数列表，其实还有很多。比如：
- whenComplete
when的意思，就是任务完成时候的回调。比如我们上面的例子，打算在完成任务后，输出一个done。它也是属于只有入参没有出参的范畴，适合放在最后一步进行观测。
- CompletableFuture<Integer> cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10)
- .thenApplyAsync((e) -> {
- try {
- Thread.sleep(1000);
- } catch (InterruptedException ex) {
- ex.printStackTrace();
- }
- return e * 10;
- }).thenApplyAsync(e -> e - 1)
- .whenComplete((r, e)->{
- System.out.println("done");
- })
- ;
- cf.join();
- System.out.println(cf.get());
handle和exceptionally的作用，和whenComplete是非常像的。
- public CompletableFuture<T> exceptionally(Function<Throwable, ? extends T> fn);
- public <U> CompletionStage<U> handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
CompletableFuture的任务是串联的，如果它的其中某一步骤发生了异常，会影响后续代码的运行的。
exceptionally从名字就可以看出，是专门处理这种情况的。比如，我们强制某个步骤除以0，发生异常，捕获后返回-1，它将能够继续运行。
- CompletableFuture<Integer> cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 10)
- .thenApplyAsync(e->e/0)
- .thenApplyAsync(e -> e - 1)
- .exceptionally(ex->{
- System.out.println(ex);
- return -1;
- });
- cf.join();
- System.out.println(cf.get());
handle更加高级一些，因为它除了一个异常参数，还有一个正常的入参。处理方法也都类似，不再赘述。
当然，CompletableFuture的函数不仅仅这些，还有更多，根据函数名称很容易能够了解到它的作用。它还可以替换复杂的CountDownLatch，这要涉及到几个比较难搞的函数。
替代CountDownLatch
考虑下面一个场景。某一个业务接口，需要处理几百个请求，请求之后再把这些结果给汇总起来。
如果顺序执行的话，假设每个接口耗时100ms，那么100个接口，耗时就需要10秒。假如我们并行去获取的话，那么效率就会提高。
使用CountDownLatch可以解决。
- ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
- CountDownLatch countDown = new CountDownLatch(requests.size());
- for(Request request:requests){
- executor.execute(()->{
- try{
- //some opts
- }finally{
- countDown.countDown();
- }
- });
- }
- countDown.await(200,TimeUnit.MILLISECONDS);
我们使用CompletableFuture来替换它。
- ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
- List<CompletableFuture<Result>> futureList = requests
- .stream()
- .map(request->
- CompletableFuture.supplyAsync(e->{
- //some opts
- },executor))
- .collect(Collectors.toList());
- CompletableFuture<Void> allCF = CompletableFuture.allOf(futureList.toArray(new CompletableFuture[0]));
- allCF.join();
我们这里用到了一个主要的函数，那就是allOf，用来把所有的CompletableFuture组合在一起;类似的还有anyOf，表示只运行其中一个。常用的，还有三个函数：
- thenAcceptBoth 处理两个任务的情况，有两个任务结果入参，无返回值
- thenCombine 处理两个任务的情况，有入参有返回值，最喜欢
- runAfterBoth 处理两个任务的情况，无入参，无返回值
End
自从认识了CompletableFuture，我已经很少硬编码Future了。相对于各种回调的嵌套，CompletableFuture为我们提供了更直观、更优美的API。在“多个任务等待完成状态”这个应用场景，CompletableFuture已经成了我的首选。
唯一的问题是，它的函数有点多，你需要熟悉一小段时间。另外，有一个小小的问题，个人觉得，这个类如果叫做Promise的话，就能够和JS的统一起来，算是锦上添花吧。
作者简介：小姐姐味道 (xjjdog)，一个不允许程序员走弯路的公众号。聚焦基础架构和Linux。十年架构，日百亿流量，与你探讨高并发世界，给你不一样的味道。
