组合式异步编程

使用场景

有一定依赖关系的异步任务。

简单介绍

CompletableFuture，它是一个具体的类，实现了两个接口，一个是Future，另一个是CompletionStage。

Future表示异步任务的结果，而CompletionStage的字面意思是完成阶段。

多个CompletionStage可以以流水线的方式组合起来，对于其中一个CompletionStage，它有一个计算任务，但可能需要等待其他一个或多个阶段完成才能开始，它完成后，可能会触发其他阶段开始运行。

CompletionStage提供了大量方法，使用它们，可以方便地响应任务事件，构建任务流水线，实现组合式异步编程。

使用Future，我们只能通过get获取结果，而get可能会需要阻塞等待，而通过CompletionStage，可以注册回调函数，当任务完成或异常结束时自动触发执行。

Future/FutureTask使用Runnable或Callable表示任务，其中Runnable没有返回值，Callable有返回值。

CompletableFuture则使用Runnable和Supplier表示任务，其中Supplier代替了Callable表示有返回值，与Callable的区别是，它不能抛出受检异常，如果会发生异常，可以抛出运行时异常。

CompletableFuture是对Future的增强，但可以响应结果或异常事件，有很多方法构建异步任务流。

使用CompletableFuture，可以简洁自然地表达多个异步任务之间的依赖关系和执行流程，大大简化代码，提高可读性。

基本使用

CompletableFuture有Future的所有函数功能，除此之外还有如下一些功能：

函数	使用说明
supplyAsync	它接受两个参数supplier和executor，使用executor执行supplier表示的任务，返回一个CompletableFuture，调用后，任务被异步执行，这个方法立即返回。
runAsync	与上面类似，只是无需返回结果，即参数中的supplier换成了runnable。
join	等待任务结束，但它不会抛出受检异常。如果任务异常结束了，join会将异常包装为运行时异常CompletionException抛出。
getNow	与join类似，区别是，如果任务还没有结束，getNow不会等待，而是会返回传入的参数valueIfAbsent。
isCompletedExceptionally	判断任务是否是异常结束。
complete	在CompletableFuture中设置任务成功完成。
completeExceptionally	在CompletableFuture中设置任务异常结束，且附上具体异常。
whenComplete	使用Future，我们只能通过get获取结果，而get可能会需要阻塞等待，而通过Com-pletionStage，可以注册回调函数，当任务完成或异常结束时自动触发执行。参数action表示回调函数，不管前一个阶段是正常结束还是异常结束，它都会被调用，函数类型是BiConsumer，接受两个参数，第一个参数是正常结束时的结果值，第二个参数是异常结束时的异常，BiConsumer没有返回值。 whenComplete的返回值还是CompletableFuture，它不会改变原阶段的结果，还可以在其上继续调用其他函数。
handle	同whenComplete类似，区别是handle回调函数是一个BiFunction，也是接受两个参数，一个是正常结果，另一个是异常，但BiFunction有返回值，在handle返回的CompletableFuture中，结果会被BiFunction的返回值替代，即使原来有异常，也会被覆盖。
exceptionally	whenComplete和handle都是既响应正常完成也响应异常，如果只对异常感兴趣，可以使用exceptionally。它注册的回调函数是Function，接受的参数为异常，返回一个值，与handle类似，它也会改变结果。

任务流

使用CompletableFuture，可以方便地构建有多种依赖关系的任务流。

thenRun	在一个阶段正常完成后，执行下一个任务。在thenRun构建的任务流中，只有前一个阶段没有异常结束，下一个阶段的任务才会执行，如果前一个阶段发生了异常，所有后续阶段都不会运行，结果会被设为相同的异常，调用join会抛出运行时异常CompletionException。 thenRun指定的下一个任务类型是Runnable，它不需要前一个阶段的结果作为参数，也没有返回值，所以，在thenRun返回的CompletableFuture中，结果类型为Void，即没有结果。
thenAccept/thenApply	与thenRun功能类似，不同的是可以为下一个任务提供前一个阶段的结果作为参数。 thenAccept的任务类型是Consumer，它接受前一个阶段的结果作为参数，没有返回值。 thenApply的任务类型是Function，接受前一个阶段的结果作为参数，返回一个新的值，这个值会成为thenApply返回的CompletableFuture的结果值。
thenCompose	与thenApply类似，不同的是这个转换函数fn的返回值类型是CompletionStage，也就是说，它的返回值也是一个阶段。thenCompose与thenApply的区别就如同Stream API中flatMap与map的区别。
runAfterBoth thenCombine thenAcceptBoth	runAfterBoth对应的任务类型是Runnable。 thenCombine对应的任务类型是BiFunction，接受前两个阶段的结果作为参数，返回一个结果。 thenAcceptBoth对应的任务类型是BiConsumer，接受前两个阶段的结果作为参数，但不返回结果。当前阶段和参数指定的另一个阶段other没有依赖关系，并发执行，当两个都执行结束后，开始执行指定的另一个任务。
runAfterEither applyToEither acceptEither	上面三个函数要求两个阶段都完成后才执行下一个任务，如果只需要其中任意一个阶段完成，可以使用这三个方法。
allOf	基于多个CompletableFuture构建了一个新的CompletableFuture。当所有子CompletableFuture都完成时，它才完成，如果有的Completable-Future异常结束了，则新的CompletableFuture的结果也是异常。不会因为有异常就提前结束，而是会等待所有阶段结束，如果有多个阶段异常结束，新的Com-pletableFuture中保存的异常是最后一个的。新的CompletableFuture会持有异常结果，但不会保存正常结束的结果，如果需要，可以从每个阶段中获取。
anyOf	当第一个子CompletableFuture完成或异常结束时，它相应地完成或异常结束，结果与第一个结束的子CompletableFuture一样。

CompletableFuture中有很多名称带有run、accept或apply的方法，它们一般与任务的类型相对应：

run -> Runnable
accept -> Consumer
apply -> Function

根据任务由谁执行，一般有三类对应方法：

名称不带Async的方法由当前线程或前一个阶段的线程执行
带Async但没有指定Executor的方法由默认Excecutor（Fork-JoinPool.commonPool()或ThreadPerTaskExecutor）执行
带Async且指定Executor参数的方法由指定的Executor执行

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