在JDK1.5已经提供了Future和Callable的实现,可以用于阻塞式获取结果,如果想要异步获取结果,通常都会以轮询的方式去获取结果,如下:

//定义一个异步任务Future
    
      future = executor.submit(()->{       Thread.sleep(2000);       return "hello world";});//轮询获取结果while (true){    if(future.isDone()) {         System.out.println(future.get());         break;     } }
    

    从上面的形式看来轮询的方式会耗费无谓的CPU资源，而且也不能及时地得到计算结果.所以要实现真正的异步,上述这样是完全不够的,在Netty中,我们随处可见异步编程

ChannelFuture f = serverBootstrap.bind(port).sync();f.addListener(new GenericFutureListener
    
     >() {                @Override                public void operationComplete(Future
      future) throws Exception {                    System.out.println("complete");                }            });
    

    而JDK1.8中的CompletableFuture就为我们提供了异步函数式编程,CompletableFuture提供了非常强大的Future的扩展功能，可以帮助我们简化异步编程的复杂性，提供了函数式编程的能力，可以通过回调的方式处理计算结果，并且提供了转换和组合CompletableFuture的方法。

1. 创建CompletableFuture对象

    CompletableFuture提供了四个静态方法用来创建CompletableFuture对象：

public static CompletableFuture
    
        runAsync(Runnable runnable)public static CompletableFuture
     
         runAsync(Runnable runnable, Executor executor)public static 
       CompletableFuture  supplyAsync(Supplier supplier)public static  CompletableFuture supplyAsync(Supplier supplier, Executor executor)
     
    

    Asynsc表示异步,而supplyAsync与runAsync不同在与前者异步返回一个结果,后者是void.第二个函数第二个参数表示是用我们自己创建的线程池,否则采用默认的ForkJoinPool.commonPool()作为它的线程池.其中Supplier是一个函数式接口,代表是一个生成者的意思,传入0个参数,返回一个结果.(更详细的可以看我另一篇文章)

CompletableFuture
    
      future = CompletableFuture.supplyAsync(()->{            return "hello world";  });System.out.println(future.get());  //阻塞的获取结果  ''helllo world"
    

2. 主动计算

    以下4个方法用于获取结果

//同步获取结果public T    get()public T    get(long timeout, TimeUnit unit)public T    getNow(T valueIfAbsent)public T    join()

getNow有点特殊，如果结果已经计算完则返回结果或者抛出异常，否则返回给定的valueIfAbsent值。join()与get()区别在于join()返回计算的结果或者抛出一个unchecked异常(CompletionException)，而get()返回一个具体的异常.

• 主动触发计算.

public boolean complete(T  value)public boolean completeExceptionally(Throwable ex)

上面方法表示当调用CompletableFuture.get()被阻塞的时候,那么这个方法就是结束阻塞,并且get()获取设置的value.

public static CompletableFuture
    
      compute() {        final CompletableFuture
     
       future = new CompletableFuture<>();        return future;    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        final CompletableFuture
      
        f = compute();        class Client extends Thread {            CompletableFuture
       
         f;            Client(String threadName, CompletableFuture
        
          f) {                super(threadName);                this.f = f;            }            @Override            public void run() {                try {                    System.out.println(this.getName() + ": " + f.get());                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                } catch (ExecutionException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }        new Client("Client1", f).start();        new Client("Client2", f).start();        System.out.println("waiting");        //设置Future.get()获取到的值        f.complete(100);        //以异常的形式触发计算        //f.completeExceptionally(new Exception());        Thread.sleep(1000);    }
        
       
      
     
    

3. 计算结果完成时的处理

public CompletableFuture
    
          whenComplete(BiConsumer
      action)public CompletableFuture
     
           whenCompleteAsync(BiConsumer
       action)public CompletableFuture
      
            whenCompleteAsync(BiConsumer
        action, Executor executor)public CompletableFuture
       
             exceptionally(Function
        
          fn)
        
       
      
     
    

上面4个方法是当计算阶段结束的时候触发,BiConsumer有两个入参,分别代表计算返回值,另外一个是异常.无返回值.方法不以Async结尾，意味着Action使用相同的线程执行，而Async可能会使用其它的线程去执行(如果使用相同的线程池，也可能会被同一个线程选中执行)。

future.whenCompleteAsync((v,e)->{       System.out.println("return value:"+v+"  exception:"+e); });

• handle()

public  CompletableFuture     handle(BiFunction
       fn)public  CompletableFuture     handleAsync(BiFunction
         fn)public  CompletableFuture handleAsync(BiFunction
           fn, Executor executor)

与whenComplete()不同的是这个函数返回CompletableFuture并不是原始的CompletableFuture返回的值,而是BiFunction返回的值.

4. CompletableFuture的组合

• thenApply
  当计算结算完成之后,后面可以接继续一系列的thenApply,来完成值的转化.

public  CompletableFuture     thenApply(Function
       fn)public  CompletableFuture     thenApplyAsync(Function
         fn)public  CompletableFuture thenApplyAsync(Function
           fn, Executor executor)

它们与handle方法的区别在于handle方法会处理正常计算值和异常，因此它可以屏蔽异常，避免异常继续抛出。而thenApply方法只是用来处理正常值，因此一旦有异常就会抛出。

CompletableFuture
    
      future = CompletableFuture.supplyAsync(()->{                        return "hello world";        });CompletableFuture
     
       future3 = future.thenApply((element)->{            return element+"  addPart";        }).thenApply((element)->{            return element+"  addTwoPart";        });        System.out.println(future3.get());//hello world  addPart  addTwoPart
     
    

5. CompletableFuture的Consumer

只对CompletableFuture的结果进行消费,无返回值,也就是最后的CompletableFuture是void.

public CompletableFuture
    
       thenAccept(Consumer
      action)public CompletableFuture
     
        thenAcceptAsync(Consumer
       action)public CompletableFuture
      
         thenAcceptAsync(Consumer
        action, Executor executor)
      
     
    

//入参为原始的CompletableFuture的结果.CompletableFuture future4 = future.thenAccept((e)->{            System.out.println("without return value");        });future4.get();

• thenAcceptBoth

这个方法用来组合两个CompletableFuture,其中一个CompletableFuture等待另一个CompletableFuture的结果.

CompletableFuture
    
      future = CompletableFuture.supplyAsync(()->{            return "hello world";        });CompletableFuture future5 =  future.thenAcceptBoth(CompletableFuture.completedFuture("compose"),                (x, y) -> System.out.println(x+y));//hello world compose
    

6. Either和ALL

    thenAcceptBoth是当两个CompletableFuture都计算完成，而我们下面要了解的方法applyToEither是当任意一个CompletableFuture计算完成的时候就会执行。

Random rand = new Random();        CompletableFuture
    
      future9 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {            try {                Thread.sleep(1000 + rand.nextInt(1000));            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            return 100;        });        CompletableFuture
     
       future10 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {            try {                Thread.sleep(1000 + rand.nextInt(1000));            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }            return 200;        });        //两个中任意一个计算完成,那么触发Runnable的执行        CompletableFuture
      
        f =  future10.applyToEither(future9,i -> i.toString());        //两个都计算完成,那么触发Runnable的执行        CompletableFuture f1 = future10.acceptEither(future9,(e)->{            System.out.println(e);        });        System.out.println(f.get());
      
     
    

    如果想组合超过2个以上的CompletableFuture,allOf和anyOf可能会满足你的要求.allOf方法是当所有的CompletableFuture都执行完后执行计算。anyOf方法是当任意一个CompletableFuture执行完后就会执行计算，计算的结果相同。

总结

    有了CompletableFuture之后,我们自己实现异步编程变得轻松很多,这个类也提供了许多方法来组合CompletableFuture.结合Lambada表达式来用,变得很轻松.