在Java中，`CompletableFuture` 是自Java 8引入的一个强大类，旨在简化异步编程的复杂性。它不仅提供了一种编写异步代码的方法，还通过其丰富的API支持链式调用、组合多个异步任务以及处理任务完成时的结果或异常。`CompletableFuture` 的设计充分考虑了并发任务的管理，让开发者能够以一种更加直观和灵活的方式处理异步逻辑。接下来，我们将深入探讨`CompletableFuture` 如何管理并发任务，并通过具体示例展示其应用。 ### 一、`CompletableFuture` 的基本概念 `CompletableFuture` 代表了一个可能尚未完成的异步操作的结果。它提供了多种方式来处理异步操作的完成、异常和取消情况。其核心在于其能够让你编写出既简洁又易于理解的异步代码，同时保持代码的响应性和性能。 ### 二、`CompletableFuture` 的创建 `CompletableFuture` 可以通过多种方式创建，但最常见的有以下几种： 1. **直接执行Runnable或Callable任务** ```java CompletableFuture future1 = CompletableFuture.runAsync(() -> { // 执行一些操作 }); CompletableFuture future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { // 返回一个结果 return 123; }); ``` 这里，`runAsync` 接收一个`Runnable`任务，不返回任何结果；而`supplyAsync` 接收一个`Callable`任务，返回一个结果。这两个方法都支持异步执行。 2. **使用`completedFuture`** 如果你已经有了一个结果，并且想立即返回一个已经完成的`CompletableFuture`，可以使用`completedFuture`方法。 ```java CompletableFuture alreadyDone = CompletableFuture.completedFuture("Hello, CompletableFuture!"); ``` ### 三、并发任务的管理 `CompletableFuture` 提供了多种机制来管理并发任务，包括但不限于任务组合、异常处理、结果转换等。 #### 1. 任务的组合 ##### a. `thenApply` 和 `thenApplyAsync` 这两个方法用于对`CompletableFuture`的结果进行转换，但不改变原有的执行流程（即不等待其他`CompletableFuture`）。`thenApply` 是同步执行的，而`thenApplyAsync` 是异步执行的。 ```java CompletableFuture resultFuture = future2.thenApply(result -> "Result: " + result); ``` ##### b. `thenCompose` 和 `thenComposeAsync` 与`thenApply`系列不同，`thenCompose`和`thenComposeAsync`允许你返回一个新的`CompletableFuture`，并等待这个新的`CompletableFuture`完成。这非常适合于任务链的情况，其中每个任务都依赖于前一个任务的结果。 ```java CompletableFuture composedFuture = future2.thenCompose(result -> { // 基于result创建新的CompletableFuture return CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Composed: " + result); }); ``` ##### c. `allOf` 和 `anyOf` 当需要管理多个`CompletableFuture`的集合时，`allOf` 和 `anyOf` 方法非常有用。`allOf` 方法等待所有给定的`CompletableFuture`完成，而`anyOf` 等待至少一个完成。 ```java CompletableFuture allFutures = CompletableFuture.allOf(future1, future2); allFutures.join(); // 等待所有任务完成 CompletableFuture