Java8 异步非阻塞做法：CompletableFuture 两万字详解！

本是古典何须时尚 2023-09-26 17:03 28阅读 0赞

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。

### 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：

![3e9c69ca66cfc02db52d73c1014a1823.png][]

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。将上述用例中if(false)改成if(true) ，执行结果如下：

![fbb4735cce840f197028bad3d70386d8.png][]

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：

![6840b7a049ce9a675803e8058c2eed9f.png][]

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：

![6d5d554ff4507527d3003df25edfffca.png][]

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，也买有返回值，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：

![19ee6d8b0351e774cfd3fe971d6ebbd1.png][]

#### 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：

![2e329a64615ac3f7fb466a799b130ae7.png][]

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：

![6d88946e600b9954684e29fa825b9c44.png][]

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：

![796dc5b58d974371668f19d98f8b6bce.png][]

将上述示例中的if(false) 改成if(true)，其输出如下：

![38a33cbdc66f63f269534bc999fe30f3.png][]

#### 5、handle ####

跟whenComplete基本一致，区别在于handle的回调方法有返回值，且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，与原始CompletableFuture的result无关了。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：

![b393248aa64dd6a671e3d28c07ffbe86.png][]

将上述示例中的if(true) 改成if(false)，其输出如下：

![f858f2547952e757520565a937e6fc82.png][]

### 三、组合处理 ###

#### 1、thenCombine / thenAcceptBoth / runAfterBoth ####

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

![46b72de7bc460626ff1669cb1ee6b589.png][]

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了就会执行某个任务，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：

![b671de182b4ff08c17edc601971e5e8c.png][]

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，然后执行这个新任务，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：

![a74f23d902105fb34a79334a529099e8.png][]

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，只有有一个任务执行异常，则返回的CompletableFuture执行get方法时会抛出异常，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：

![a6dca8ec539cc96ba7589182b0cf5ef3.png][]

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，其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：

![2c822d2439bf8bd150549890823b4747.png][]

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[796dc5b58d974371668f19d98f8b6bce.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/796dc5b58d974371668f19d98f8b6bce.png
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[f858f2547952e757520565a937e6fc82.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f858f2547952e757520565a937e6fc82.png
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