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CompleteFuture的介绍

CompletableFuture是Java 8提供的一种基于Future的异步编程的实现 。它不仅可以代表异步计算的结果，还能够定义它完成之后的回调函数。它的实现在java.util.concurrent.CompletableFuture的包内。

CompletableFuture的实现涉及到JDK 8的几个新特性，如Lambda、Stream、线程池等，它允许把任务池、线程池和阻塞队列组合在一起，使得开发者可以更加简单地实现异步编程，对程序的执行性能也带来了一定的提升。

与Future相比，CompletableFuture的优势在于：

可以直接对多个任务进行链式、组合等处理，而不需要借助并发工具类。
实现了对任务编排的能力，可以轻松地组织不同任务的运行顺序、规则以及方式。

CompleteFuture的特点

CompletableFuture的特点主要包括异步执行、链式操作和灵活性强 。

异步执行：CompletableFuture允许任务在后台线程中异步执行，不会阻塞主线程，提高了应用程序的响应性和性能。
链式操作：CompletableFuture支持链式操作，可以方便地处理任务的依赖关系和结果转换。
灵活性强：相比于传统的Future接口，CompletableFuture更加灵活和强大，提供了丰富的方法来处理异步操作和多个任务的结果。

CompleteFuture的应用场景

CompletableFuture的应用场景主要包括异步编程、任务组合和并发编程 。

异步编程：在需要执行耗时操作的情况下，使用CompletableFuture可以实现异步执行，避免阻塞主线程，提高程序的响应性和性能。
任务组合：CompletableFuture支持链式操作，可以将多个异步任务组合在一起，按照指定的顺序和逻辑执行，实现任务的依赖关系和结果转换。
并发编程：在多线程环境下，CompletableFuture可以方便地处理多个任务的结果，避免线程间的竞争和同步问题，提高并发编程的效率和可靠性。

CompletableFuture的优缺点

CompletableFuture的优点主要包括简洁易用、支持异步编程、任务组合和并发编程等 。它提供了一种简洁的方式来处理异步计算和任务组合，使得异步编程更加容易和高效。

然而， CompletableFuture也存在一些缺点 ，例如：

无法对多个任务进行链式调用：如果希望在计算任务完成后执行特定动作，比如发邮件，但CompletableFuture却没有提供这样的能力。
无法组合多个任务：如果运行了10个任务，并期望在它们全部执行结束后执行特定动作，那么在CompletableFuture中这是无能为力的。
没有异常处理：CompletableFuture接口中没有关于异常处理的方法。

Future的介绍

Future是Java中用于异步计算的一个接口 。它提供了一种方式，允许将一个耗时的计算任务放到另一个线程中执行，而主线程可以继续处理其他任务。

在Future接口中，通常包含一些方法，如isDone()、get()、cancel()等。isDone()方法用于检查Future是否已经完成，get()方法用于获取Future的结果，cancel()方法用于取消Future的计算任务。

使用Future接口可以实现异步计算，提高程序的执行效率。当需要执行一个耗时的计算任务时，可以创建一个Future对象，然后将该对象传递给异步线程执行。异步线程执行完成后，可以通过Future对象获取计算结果。

Future的特点

Future的特点主要有以下几个方面：

表示异步操作未完成时的状态：Future对象可以表示一个异步操作是否完成，如果异步操作未完成，Future对象的状态为未完成，如果异步操作完成，Future对象的状态为已完成。
可以用来获取异步操作完成后返回的结果：通过Future对象提供的get方法，可以获取异步操作完成后返回的结果。
不提供直接的方式来添加回调函数：Future不提供一种直接的方式来添加回调函数，处理操作完成后的结果或异常。
只能表示异步任务是否完成，而不能手动触发任务的完成或组合多个任务：Future只能表示异步任务是否完成，而不能手动触发任务的完成或组合多个任务。

Future的应用场景

Future的应用场景主要在并发编程中，当我们需要用到非阻塞的模型时，Future就显得尤为重要。

在Java多线程的三种实现中，无论是继承Thread类还是实现Runnable接口，都是异步的，并且主调函数无法获取到返回值。而Future则可以接收多线程的执行结果。具体来说，Future接收一个可能还没有完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加Callable以便任务执行成功或失败后作出相应的操作。

采用Future修改的异步方法，在每次被异步调用以后会马上返回（无论异步方法体是否执行完成），Future就会监听异步任务执行状态（成功、失败），等到执行完成以后，就能通过Future.get()方法获取到异步返回的结果。也就是说，如果批量调用采用Future修饰的异步方法，程序不会阻塞等待，然后再遍历Future列表，即可获取到所有的异步结果（Future的内部机制是等所有的异步任务完成了才进行遍历）。这种请求耗时只会略大于耗时最长的一个Future修饰的方法。

Future的优缺点

Future的优点主要包括：

异步处理 ：Future允许将耗时的计算任务放到另一个线程中执行，不会阻塞主线程，提高了程序的执行效率。
链式操作 ：Future支持链式操作，可以方便地处理任务的依赖关系和结果转换。

然而，Future也存在一些缺点：

阻塞获取结果 ：当需要获取Future的结果时，如果计算还没有完成，会导致程序阻塞。这可能会影响程序的性能和响应性。
无法添加回调函数 ：Future不提供一种直接的方式来添加回调函数，处理操作完成后的结果或异常。这使得在异步操作完成后，无法直接进行特定的处理。

CompletableFuture和Future的区别

CompletableFuture和Future的区别主要体现在以下几个方面：

功能区别 ：Future只能用于获取异步计算的结果，而CompletableFuture除了能获取异步计算的结果外，还可以用于组合多个异步任务，处理异常情况，以及在任务完成时执行回调函数等。
阻塞区别 ：Future的get方法是阻塞的，如果异步计算没有完成，它会一直等待直到计算完成。而CompletableFuture的get方法也是阻塞的，但是它可以设置超时时间，如果在指定的时间内计算没有完成，它会抛出TimeoutException异常。
异常处理区别 ：Future的异常处理比较麻烦，需要在任务执行时捕获异常，然后将异常封装到Future对象中返回。而CompletableFuture的异常处理比较简单，可以使用exceptionally方法或handle方法来处理异常情况。
组合任务区别 ：Future不支持组合多个异步任务，需要使用ExecutorService的submit方法来提交多个任务，并使用Future对象来获取每个任务的结果。而CompletableFuture支持组合多个异步任务，可以使用thenCompose、thenCombine、thenAcceptBoth等方法来组合多个任务。

CompletableFuture和Future的关联关系

CompletableFuture和Future之间存在关联关系，因为CompletableFuture实现了Future接口。这意味着CompletableFuture可以作为Future使用，同时它还提供了更多功能，如链式操作、异常处理和组合任务等。

CompletableFuture在内部使用了一个子线程来执行任务，并且提供了异步计算的结果。当异步计算完成时，CompletableFuture会自动将结果设置为已完成状态，并且可以通过get方法获取结果。

与Future相比，CompletableFuture提供了更多的功能和灵活性。它支持链式操作，可以将多个异步任务组合在一起，并且可以在任务完成后执行特定的回调函数。此外，CompletableFuture还提供了异常处理机制，可以捕获和处理任务执行过程中抛出的异常。

因此，CompletableFuture是Future的扩展和增强，它提供了更多的功能和灵活性，适用于需要处理异步计算和组合多个任务的场景。

CompletableFuture和Future的使用示例

CompletableFuture使用示例

以下是一个使用CompletableFuture的示例：

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(() -> {
            // 模拟耗时操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            return "Hello, World!";
        });
        // 获取异步计算的结果
        String result = future.get();
        System.out.println(result);
在这个示例中，我们使用CompletableFuture的supplyAsync方法创建了一个异步任务，该任务会返回一个字符串"Hello, World!"。然后，我们使用get方法获取异步计算的结果，并将其打印出来。这个示例演示了如何使用CompletableFuture来执行异步计算并获取结果。 
Future使用示例
 
以下是一个使用Java Future的示例： 
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();
        // 提交任务并获取Future对象
        Future<String> future = executor.submit(() -> {
            // 模拟耗时操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            return "Hello, World!";
        });
        // 获取异步计算的结果
        String result = future.get();
        System.out.println(result);
        // 关闭ExecutorService
        executor.shutdown();
在这个示例中，我们使用ExecutorService的submit方法提交了一个异步任务，该任务会返回一个字符串"Hello, World!"。然后，我们使用Future的get方法获取异步计算的结果，并将其打印出来。最后，我们关闭了ExecutorService以释放资源。这个示例演示了如何使用Java Future来执行异步计算并获取结果。 
CompletableFuture应用步骤
 
在项目中使用CompletableFuture，可以按照以下步骤进行： 
导入CompletableFuture类：首先，需要在项目中导入CompletableFuture类，以便使用其功能。
创建异步任务：使用CompletableFuture的静态方法supplyAsync或runAsync来创建异步任务。supplyAsync方法接受一个Supplier接口的实现类作为参数，用于定义异步任务的逻辑。runAsync方法接受一个Runnable接口的实现类作为参数，用于定义异步任务的逻辑。
链式操作：使用CompletableFuture的thenApply、thenAccept、thenRun等方法来链式操作异步任务。这些方法接受一个Function、Consumer或Runnable接口的实现类作为参数，用于定义链式操作的逻辑。
异常处理：使用CompletableFuture的exceptionally方法来处理异步任务中抛出的异常。exceptionally方法接受一个Function接口的实现类作为参数，用于定义异常处理的逻辑。
获取结果：使用CompletableFuture的get方法来获取异步计算的结果。get方法会阻塞当前线程，直到异步计算完成并返回结果。 
以下是一个简单的示例代码，演示了如何在项目中使用CompletableFuture： 
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(() -> {
            // 模拟耗时操作
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            return "Hello, World!";
        }).thenApply(result -> {
            // 链式操作：对结果进行处理
            return result.toUpperCase();
        }).thenAccept(result -> {
            // 链式操作：对结果进行处理并输出到控制台
            System.out.println(result);
        });
        // 获取异步计算的结果（如果需要）
        future.get();
在上面的示例中，我们首先使用CompletableFuture的supplyAsync方法创建了一个异步任务，该任务会返回一个字符串"Hello, World!"。然后，我们使用thenApply方法对结果进行链式操作，将结果转换为大写字母。接着，我们使用thenAccept方法对结果进行链式操作，将结果输出到控制台。最后，我们使用get方法获取异步计算的结果（如果需要）。 
				虚拟线程可以以所有开发人员熟悉的形式直接提供这些调试信息。
另一方面，虚拟线程的当前限制是它们只能在 JVM 公共池（ForkJoinPool 的一个实例）中的 OS 线程上运行。这会强制应用程序中的所有虚拟线程在同一个池中运行，从而降低了灵活性。
随着虚拟线程的发展，也许它们将伴随着强大的命令式功能未来形式以及在单独线程池上更灵活的调度。
				Future、JDK1.8后的Completefuture以及Guava提供的Future简单例子
Java 1.5开始，提供Callable和Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。
当我们需要一个函数方法时，如果这个函数执行的很慢，啊么我们就要进行等待。但有时候，我们并不急着要结果。
因此，我们可以让被调用者立即返回，让他再后台慢慢处理这个请求。对于调用者来说，则可以先处理一些其他任务，在正真需要数据的场合再去尝试获取需要的数据。
二、Future
一般地，是配合Exe