Java8新特性: CompletableFuture详解

CompletableFuture实现了CompletionStage接口和Future接口，前者是对后者的一个扩展，增加了异步回调、流式处理、多个Future组合处理的能力，使Java在处理多任务的协同工作时更加顺畅便利。

导读

1.使用CompletableFuture构建异步应用

Future 接口的局限性Future接口可以构建异步应用，但依然有其局限性。它很难直接表述多个Future 结果之间的依赖性。实际开发中，我们经常需要达成以下目的：

• 将两个异步计算合并为一个——这两个异步计算之间相互独立，同时第二个又依赖于第一个的结果。
• 等待 Future 集合中的所有任务都完成。
• 仅等待 Future集合中最快结束的任务完成（有可能因为它们试图通过不同的方式计算同一个值），并返回它的结果。
• 通过编程方式完成一个Future任务的执行（即以手工设定异步操作结果的方式）。
• 应对 Future 的完成事件，即当 Future 的完成事件发生时会收到通知，并能使用 Future 计算的结果进行下一步的操作，不只是简单地阻塞等待操作的结果。

2.CompletableFuture初识

新的CompletableFuture类将使得Future手动编写的复杂方式变得简洁、优雅。JDK1.8才新加入的一个实现类CompletableFuture，实现了Future<T>, CompletionStage<T>两个接口。

当一个Future可能需要显示地完成时，使用CompletionStage接口去支持完成时触发的函数和操作。当两个及以上线程同时尝试完成、异常完成、取消一个CompletableFuture时，只有一个能成功。

CompletableFuture实现了CompletionStage接口的如下策略：

1. 为了完成当前的CompletableFuture接口或者其他完成方法的回调函数的线程，提供了非异步的完成操作。
2. 没有显式入参Executor的所有async方法都使用ForkJoinPool.commonPool()，为了简化监视、调试和跟踪，所有生成的异步任务都是标记接口AsynchronousCompletionTask的实例。
3. 所有的CompletionStage方法都是独立于其他共有方法实现的，因此一个方法的行为不会受到子类中其他方法的覆盖。

CompletableFuture实现了Future接口的如下策略：

1. CompletableFuture无法直接控制完成，所以cancel操作被视为是另一种异常完成形式。方法isCompletedExceptionally可以用来确定一个CompletableFuture是否以任何异常的方式完成。
2. 以一个CompletionException为例，方法get()和get(long,TimeUnit)抛出一个ExecutionException，对应CompletionException。为了在大多数上下文中简化用法，这个类还定义了方法join()和getNow()，而不是直接在这些情况中直接抛出CompletionException。

一、创建异步任务

---

1、Future.submit

通常的线程池接口类ExecutorService，其中:

• execute方法的返回值是void，即无法获取异步任务的执行状态;
• 3个重载的submit方法的返回值是Future，可以据此获取任务执行的状态和结果.

示例如下：

@Test
public void test3() throws Exception {
// 创建异步执行任务:
ExecutorService executorService= Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Double> cf = executorService.submit(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(false){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
}
});
System.out.println("main thread start,time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成,如果已完成则直接返回结果
//如果执行任务异常，则get方法会把之前捕获的异常重新抛出
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

执行结果如下：

子线程是异步执行的，主线程休眠等待子线程执行完成，子线程执行完成后唤醒主线程，主线程获取任务执行结果后退出。

很多博客说使用不带等待时间限制的get方法时，如果子线程执行异常了会导致主线程长期阻塞，这其实是错误的，子线程执行异常时其异常会被捕获，然后修改任务的状态为异常结束并唤醒等待的主线程，get方法判断任务状态发生变更，就终止等待了，并抛出异常，可参考《Java8 AbstractExecutorService 和 FutureTask 源码解析》中FutureTask的实现。将上述用例中if(false)改成if(true) ，执行结果如下：

get方法抛出异常导致主线程异常终止。

2、supplyAsync / runAsync

• supplyAsync表示创建带返回值的异步任务的，相当于ExecutorService submit(Callable<T> task) 方法，
• runAsync表示创建无返回值的异步任务，相当于ExecutorService submit(Runnable task)方法.

这两方法的效果跟submit是一样的，测试用例如下：

@Test
public void test2() throws Exception {
// 创建异步执行任务，有返回值
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(true){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
}
});
System.out.println("main thread start,time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

@Test
public void test4() throws Exception {
// 创建异步执行任务，无返回值
CompletableFuture cf = CompletableFuture.runAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(false){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}
});
System.out.println("main thread start,time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

这两方法各有一个重载版本，可以指定执行异步任务的Executor实现，如果不指定，默认使用ForkJoinPool.commonPool()，如果机器是单核的，则默认使用ThreadPerTaskExecutor，该类是一个内部类，每次执行execute都会创建一个新线程。测试用例如下：

@Test
public void test2() throws Exception {
ForkJoinPool pool=new ForkJoinPool();
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(true){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
}
},pool);
System.out.println("main thread start,time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

@Test
public void test4() throws Exception {
ExecutorService executorService= Executors.newSingleThreadExecutor();
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture cf = CompletableFuture.runAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(false){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}
},executorService);
System.out.println("main thread start,time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

二、异步回调

---

1、thenApply / thenApplyAsync

thenApply 表示某个任务执行完成后执行的动作，即回调方法，会将该任务的执行结果即方法返回值作为入参传递到回调方法中，测试用例如下：

@Test
public void test5() throws Exception {
ForkJoinPool pool=new ForkJoinPool();
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job1,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job1,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
},pool);
//cf关联的异步任务的返回值作为方法入参，传入到thenApply的方法中
//thenApply这里实际创建了一个新的CompletableFuture实例
CompletableFuture<String> cf2=cf.thenApply((result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job2,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job2,time->"+System.currentTimeMillis());
return "test:"+result;
});
System.out.println("main thread start cf.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread start cf2.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("run result->"+cf2.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其执行结果如下：

job1执行结束后，将job1的方法返回值作为入参传递到job2中并立即执行job2。thenApplyAsync与thenApply的区别在于，前者是将job2提交到线程池中异步执行，实际执行job2的线程可能是另外一个线程，后者是由执行job1的线程立即执行job2，即两个job都是同一个线程执行的。将上述测试用例中thenApply改成thenApplyAsync后，执行结果如下：

从输出可知，执行job1和job2是两个不同的线程。thenApplyAsync有一个重载版本，可以指定执行异步任务的Executor实现，如果不指定，默认使用ForkJoinPool.commonPool()。 下述的多个方法，每个方法都有两个以Async结尾的方法，一个使用默认的Executor实现，一个使用指定的Executor实现，不带Async的方法是由触发该任务的线程执行该任务，带Async的方法是由触发该任务的线程将任务提交到线程池，执行任务的线程跟触发任务的线程不一定是同一个。

2、thenAccept / thenRun

• thenAccept 同 thenApply 接收上一个任务的返回值作为参数，但是无返回值；
• thenRun 的方法没有入参，也没有返回值。

测试用例如下：

@Test
public void test6() throws Exception {
ForkJoinPool pool=new ForkJoinPool();
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job1,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job1,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
},pool);
//cf关联的异步任务的返回值作为方法入参，传入到thenApply的方法中
CompletableFuture cf2=cf.thenApply((result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job2,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job2,time->"+System.currentTimeMillis());
return "test:"+result;
}).thenAccept((result)-> { //接收上一个任务的执行结果作为入参，但是没有返回值
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job3,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(result);
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job3,time->"+System.currentTimeMillis());
}).thenRun(()->{ //无入参，也没有返回值
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job4,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("thenRun do something");
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job4,time->"+System.currentTimeMillis());
});
System.out.println("main thread start cf.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread start cf2.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//cf2 等待最后一个thenRun执行完成
System.out.println("run result->"+cf2.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其执行结果如下：

3、exceptionally

exceptionally方法指定某个任务执行异常时执行的回调方法，会将抛出异常作为参数传递到回调方法中，如果该任务正常执行则会exceptionally方法返回的CompletionStage的result就是该任务正常执行的结果，测试用例如下：

@Test
public void test2() throws Exception {
ForkJoinPool pool=new ForkJoinPool();
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job1 start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(true){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job1 exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
}
},pool);
//cf执行异常时，将抛出的异常作为入参传递给回调方法
CompletableFuture<Double> cf2= cf.exceptionally((param)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("error stack trace->");
param.printStackTrace();
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return -1.1;
});
//cf正常执行时执行的逻辑，如果执行异常则不调用此逻辑
CompletableFuture cf3=cf.thenAccept((param)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job2 start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("param->"+param);
System.out.println(Thread.currentThread()+"job2 exit,time->"+System.currentTimeMillis());
});
System.out.println("main thread start,time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成,此处无论是job2和job3都可以实现job2退出，主线程才退出，如果是cf，则主线程不会等待job2执行完成自动退出了
//cf2.get时，没有异常，但是依然有返回值，就是cf的返回值
System.out.println("run result->"+cf2.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其输出如下：

抛出异常后，只有cf2执行了，cf3没有执行。将上述示例中的if(true) 改成if(false)，其输出如下：

cf2没有指定，其result就是cf执行的结果，理论上cf2.get应该立即返回的，此处是等待了cf3，即job2执行完成后才返回，具体原因且待下篇源码分析时再做探讨。

4、whenComplete

whenComplete是当某个任务执行完成后执行的回调方法，会将执行结果或者执行期间抛出的异常传递给回调方法。

• 如果是正常执行则异常为null，回调方法对应的CompletableFuture的result和该任务一致；
• 如果该任务正常执行，则get方法返回执行结果，
• 如果是执行异常，则get方法抛出异常。

测试用例如下：

@Test
public void test10() throws Exception {
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job1 start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(false){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job1 exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
}
});
//cf执行完成后会将执行结果和执行过程中抛出的异常传入回调方法，如果是正常执行的则传入的异常为null
CompletableFuture<Double> cf2=cf.whenComplete((a,b)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job2 start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(b!=null){
System.out.println("error stack trace->");
b.printStackTrace();
}else{
System.out.println("run succ,result->"+a);
}
System.out.println(Thread.currentThread()+"job2 exit,time->"+System.currentTimeMillis());
});
//等待子任务执行完成
System.out.println("main thread start wait,time->"+System.currentTimeMillis());
//如果cf是正常执行的，cf2.get的结果就是cf执行的结果
//如果cf是执行异常，则cf2.get会抛出异常
System.out.println("run result->"+cf2.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

执行结果如下：

将上述示例中的if(false) 改成if(true)，其输出如下：

5、handle

跟whenComplete基本一致，区别在于handle的回调方法有返回值。handle方法返回的CompletableFuture的result是回调方法的执行结果，或者回调方法执行期间抛出的异常，该值与原始CompletableFuture的result无关。

测试用例如下：

@Test
public void test10() throws Exception {
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job1 start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(true){
throw new RuntimeException("test");
}else{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job1 exit,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
}
});
//cf执行完成后会将执行结果和执行过程中抛出的异常传入回调方法，如果是正常执行的则传入的异常为null
CompletableFuture<String> cf2=cf.handle((a,b)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+"job2 start,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
if(b!=null){
System.out.println("error stack trace->");
b.printStackTrace();
}else{
System.out.println("run succ,result->"+a);
}
System.out.println(Thread.currentThread()+"job2 exit,time->"+System.currentTimeMillis());
if(b!=null){
return "run error";
}else{
return "run succ";
}
});
//等待子任务执行完成
System.out.println("main thread start wait,time->"+System.currentTimeMillis());
//get的结果是cf2的返回值，跟cf没关系了
System.out.println("run result->"+cf2.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其执行结果如下：

将上述示例中的if(true) 改成if(false)，其输出如下：

三、组合处理

---

1、thenCombine / thenAcceptBoth / runAfterBoth

这三个方法都是将两个CompletableFuture组合起来，只有这两个任务都正常执行完了才会执行某个任务，区别在于，

• thenCombine：将两个任务的执行结果作为方法入参传递到指定方法中，且该方法有返回值；
• thenAcceptBoth：将两个任务的执行结果作为方法入参，但是无返回值；
• runAfterBoth：没有入参，也没有返回值。

注意：两个任务中只要有一个执行异常，则将该异常信息作为指定任务的执行结果。测试用例如下：

@Test
public void test7() throws Exception {
ForkJoinPool pool=new ForkJoinPool();
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job1,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job1,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
});
CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job2,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(1500);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job2,time->"+System.currentTimeMillis());
return 3.2;
});
//cf和cf2的异步任务都执行完成后，会将其执行结果作为方法入参传递给cf3,且有返回值
CompletableFuture<Double> cf3=cf.thenCombine(cf2,(a,b)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job3,time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("job3 param a->"+a+",b->"+b);
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job3,time->"+System.currentTimeMillis());
return a+b;
});

//cf和cf2的异步任务都执行完成后，会将其执行结果作为方法入参传递给cf3,无返回值
CompletableFuture cf4=cf.thenAcceptBoth(cf2,(a,b)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job4,time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("job4 param a->"+a+",b->"+b);
try {
Thread.sleep(1500);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job4,time->"+System.currentTimeMillis());
});

//cf4和cf3都执行完成后，执行cf5，无入参，无返回值
CompletableFuture cf5=cf4.runAfterBoth(cf3,()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job5,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("cf5 do something");
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job5,time->"+System.currentTimeMillis());
});

System.out.println("main thread start cf.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("cf run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread start cf5.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("cf5 run result->"+cf5.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其运行结果如下：

job1 和 job2几乎同时运行，job2比job1先执行完成，等job1退出后，job3和job4几乎同时开始运行，job4先退出，等job3执行完成，job5开始了，等job5执行完成后，主线程退出。

2、applyToEither / acceptEither / runAfterEither

这三个方法都是将两个CompletableFuture组合起来，只要其中一个执行完就会执行某个任务，其区别在于，

• applyToEither：会将已经执行完成的任务的执行结果作为方法入参，并有返回值；
• acceptEither：同样将已经执行完成的任务的执行结果作为方法入参，但是没有返回值；
• runAfterEither：没有方法入参，也没有返回值。

注意：两个任务中只要有一个执行异常，则将该异常信息作为指定任务的执行结果。测试用例如下：

@Test
public void test8() throws Exception {
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job1,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job1,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
});
CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job2,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(1500);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job2,time->"+System.currentTimeMillis());
return 3.2;
});
//cf和cf2的异步任务都执行完成后，会将其执行结果作为方法入参传递给cf3,且有返回值
CompletableFuture<Double> cf3=cf.applyToEither(cf2,(result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job3,time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("job3 param result->"+result);
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job3,time->"+System.currentTimeMillis());
return result;
});

//cf和cf2的异步任务都执行完成后，会将其执行结果作为方法入参传递给cf3,无返回值
CompletableFuture cf4=cf.acceptEither(cf2,(result)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job4,time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("job4 param result->"+result);
try {
Thread.sleep(1500);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job4,time->"+System.currentTimeMillis());
});

//cf4和cf3都执行完成后，执行cf5，无入参，无返回值
CompletableFuture cf5=cf4.runAfterEither(cf3,()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job5,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println("cf5 do something");
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job5,time->"+System.currentTimeMillis());
});

System.out.println("main thread start cf.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("cf run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread start cf5.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("cf5 run result->"+cf5.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其运行结果如下：

job1 和job2 同时开始运行，job2先执行完成，然后job4开始执行，理论上job3和job4应该同时开始运行，但是此时只有job4开始执行了，job3是等待job1执行完成后才开始执行，job4先于job3执行完成，然后job5开始执行，等job5执行完成后，主线程退出。上述差异且到下篇源码分析时再做探讨。

3、thenCompose

thenCompose方法会在某个任务执行完成后，将该任务的执行结果作为方法入参然后执行指定的方法，该方法会返回一个新的CompletableFuture实例。

• 如果该CompletableFuture实例的result不为null，则返回一个基于该result的新的CompletableFuture实例；
• 如果该CompletableFuture实例为null，则线程退出。

测试用例如下：

@Test
public void test9() throws Exception {
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job1,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job1,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
});
CompletableFuture<String> cf2= cf.thenCompose((param)->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job2,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job2,time->"+System.currentTimeMillis());
return CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job3,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job3,time->"+System.currentTimeMillis());
return "job3 test";
});
});
System.out.println("main thread start cf.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("cf run result->"+cf.get());
System.out.println("main thread start cf2.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
System.out.println("cf2 run result->"+cf2.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其输出如下：

job1执行完成后job2开始执行，等job2执行完成后会把job3返回，然后执行job3，等job3执行完成后，主线程退出。

4、allOf / anyOf

allOf返回的CompletableFuture是多个任务都执行完成后才会执行。

• 如果任何一个任务执行异常，则返回的CompletableFuture执行get方法时会抛出该异常；
• 如果都是正常执行，则get返回null。

@Test
public void test11() throws Exception {
// 创建异步执行任务:
CompletableFuture<Double> cf = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job1,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job1,time->"+System.currentTimeMillis());
return 1.2;
});
CompletableFuture<Double> cf2 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job2,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(1500);
} catch (InterruptedException e) {
}
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job2,time->"+System.currentTimeMillis());
return 3.2;
});
CompletableFuture<Double> cf3 = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
System.out.println(Thread.currentThread()+" start job3,time->"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(1300);
} catch (InterruptedException e) {
}
// throw new RuntimeException("test");
System.out.println(Thread.currentThread()+" exit job3,time->"+System.currentTimeMillis());
return 2.2;
});
//allof等待所有任务执行完成才执行cf4，如果有一个任务异常终止，则cf4.get时会抛出异常，都是正常执行，cf4.get返回null
//anyOf是只有一个任务执行完成，无论是正常执行或者执行异常，都会执行cf4，cf4.get的结果就是已执行完成的任务的执行结果
CompletableFuture cf4=CompletableFuture.allOf(cf,cf2,cf3).whenComplete((a,b)->{
if(b!=null){
System.out.println("error stack trace->");
b.printStackTrace();
}else{
System.out.println("run succ,result->"+a);
}
});

System.out.println("main thread start cf4.get(),time->"+System.currentTimeMillis());
//等待子任务执行完成
System.out.println("cf4 run result->"+cf4.get());
System.out.println("main thread exit,time->"+System.currentTimeMillis());
}

其输出如下：

主线程等待最后一个job1执行完成后退出。anyOf返回的CompletableFuture是多个任务只要其中一个执行完成就会执行，

• 如果正常执行，get返回的是已经执行完成的任务的执行结果；
• 如果该任务执行异常，则抛出异常。

将上述测试用例中allOf改成anyOf后，其输出如下：

更多资料：

1. https://blog.csdn.net/qq_31865983/article/details/106137777

2.https://blog.csdn.net/u011726984/article/details/79320004