Java 异步编程进阶：CompletableFuture 完全指南

在现代应用程序开发中，异步编程已经成为不可或缺的一部分。Java提供了许多用于异步编程的工具和框架，其中最强大的之一是 CompletableFuture。CompletableFuture 不仅简化了异步任务的管理，而且提供了丰富的 API，使得开发人员可以轻松地实现复杂的异步操作。本文将深入探讨 CompletableFuture 的使用方法和最佳实践，帮助您充分利用这一强大的工具。

一、Future接口以及它的局限性

我们都知道，Java中创建线程的方式主要有两种方式，继承Thread或者实现Runnable接口。但是这两种都是有一个共同的缺点，那就是都无法获取到线程执行的结果，也就是没有返回值。于是在JDK1.5 以后为了解决这种没有返回值的问题，提供了Callable和Future接口以及Future对应的实现类FutureTask，通过FutureTask的就可以获取到异步执行的结果。
于是乎，我们想要开启异步线程，执行任务，获取结果，就可以这么实现。

 FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(() -> "三友");
 new Thread(futureTask).start();
 System.out.println(futureTask.get());

或者使用线程池的方式

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<String> future = executorService.submit(() -> "三友");
System.out.println(future.get());
executorService.shutdown();

线程池底层也是将提交的Callable的实现先封装成FutureTask，然后通过execute方法来提交任务，执行异步逻辑。

二、Future接口的局限性

虽然通过Future接口的get方法可以获取任务异步执行的结果，但是get方法会阻塞主线程，也就是异步任务没有完成，主线程会一直阻塞，直到任务结束。
Future也提供了isDone方法来查看异步线程任务执行是否完成，如果完成，就可以获取任务的执行结果，代码如下。

ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<String> future = executorService.submit(() -> "三友");
while (!future.isDone()) {
   
   
  //任务有没有完成，没有就继续循环判断
}
System.out.println(future.get());
executorService.shutdown();

但是这种轮询查看异步线程任务执行状态，也是非常消耗cpu资源。
同时对于一些复杂的异步操作任务的处理，可能需要各种同步组件来一起完成。
所以，通过上面的介绍可以看出，Future在使用的过程中还是有很强的局限性，所以为了解决这种局限性，在JDK1.8的时候，Doug Lea 大神为我们提供了一种更为强大的类CompletableFuture。

三、CompletableFuture 简介

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个类，用于异步编程。它实现了 Future 接口，并添加了许多额外的方法，使得异步编程更加灵活和强大。与传统的 Future 相比，CompletableFuture 允许我们显式地完成一个异步任务，而不必等待其完成。

四、CompletableFuture常见api详解

1. 创建 CompletableFuture

首先，让我们看看如何创建一个 CompletableFuture 实例。CompletableFuture 提供了两个静态方法来执行异步任务：supplyAsync 和 runAsync。

1.1 supplyAsync 方法

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync