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文章标题：Java中的CompletableFuture和Future有何区别？
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在Java并发编程的广阔领域中，Future 和 CompletableFuture 是两个至关重要的概念，它们为异步编程提供了强大的支持。尽管它们的目标相似，即允许程序在等待异步操作完成时继续执行其他任务，但它们在功能、灵活性和易用性上存在着显著差异。接下来，我们将深入探讨这两者的区别，以及为什么在现代Java应用中，CompletableFuture 往往成为更受欢迎的选择。

Future：异步编程的基础

Future 接口是Java并发包（java.util.concurrent）中的一部分，它提供了一种机制来代表异步计算的结果。当你提交一个任务给某个执行器（如ExecutorService）时，它会立即返回一个Future对象，这个对象将在未来某个时间点包含计算的结果。然而，Future 接口本身提供的功能相对有限：

  1. 检查计算是否完成：通过isDone()方法，可以检查异步任务是否已经完成。
  2. 等待计算结果：get()方法会阻塞当前线程，直到计算完成并返回结果。如果任务完成前被取消，则会抛出CancellationException；如果计算时发生异常，则抛出ExecutionException；如果等待过程中被中断，则抛出InterruptedException。
  3. 取消任务：通过cancel(boolean mayInterruptIfRunning)方法，可以尝试取消任务的执行。如果任务尚未开始，则取消总是成功的；如果任务已经开始执行，则取决于mayInterruptIfRunning参数的值，以及任务本身是否响应中断。

尽管Future为异步编程提供了基础框架，但它缺乏链式调用、组合多个异步操作以及错误处理的直接支持。这些限制使得在复杂的异步编程场景中，直接使用Future可能会变得繁琐且难以维护。

CompletableFuture：异步编程的进阶

CompletableFuture 是Java 8引入的一个类，它实现了Future和CompletionStage接口，为异步编程提供了更为丰富和灵活的功能。CompletableFuture的设计初衷是为了解决Future的局限性，并促进更加流畅和表达力更强的异步代码编写方式。以下是CompletableFuture相对于Future的主要优势：

1. 非阻塞的获取结果

虽然CompletableFuture也提供了get()和join()方法来阻塞当前线程以等待结果，但它更强调的是通过非阻塞的方式来处理异步结果。通过使用thenApply(), thenAccept(), thenRun()等方法，可以在异步操作完成时自动执行某些操作，而无需显式地等待结果。

2. 流畅的链式调用

CompletableFuture支持通过.then...（如thenApply, thenAccept, thenRun等）和.handle方法构建出流畅的链式调用。这种链式调用不仅使代码更加简洁，而且提高了代码的可读性和可维护性。每个.then...方法都返回一个新的CompletableFuture对象，该对象代表当前操作完成后的下一个异步步骤。

3. 异步操作的组合

CompletableFuture提供了多种方法来组合多个异步操作，如thenCombine(), thenAcceptBoth(), runAfterBoth(), applyToEither(), acceptEither(), 和 runAfterEither()。这些方法允许你将多个CompletableFuture对象的结果组合起来，或者在一个操作完成后立即执行另一个操作，而无需显式地等待所有操作都完成。

4. 强大的错误处理

CompletableFuture通过exceptionally()和handle()方法提供了更灵活的错误处理机制。exceptionally()方法允许你为异步操作指定一个异常处理函数，该函数会在原始操作抛出异常时被调用。而handle()方法则允许你同时处理正常结果和异常，为错误处理提供了更大的灵活性。

5. 响应中断

与Future相比，CompletableFuture对中断的支持更加友好。如果CompletableFuture在等待结果时被中断，它将尝试取消正在执行的任务（如果尚未开始，则直接取消），并响应中断。

示例对比

为了更好地理解Future和CompletableFuture之间的差异，我们来看一个简单的示例。假设我们需要从两个不同的数据源异步加载数据，并在所有数据加载完成后进行一些处理。

使用Future：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
Future<String> future1 = executor.submit(() -> fetchDataFromSource1());
Future<String> future2 = executor.submit(() -> fetchDataFromSource2());

try {
    String result1 = future1.get();
    String result2 = future2.get();
    processResults(result1, result2);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    // 处理异常
}
executor.shutdown();

使用CompletableFuture：

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchDataFromSource1(), executor);
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchDataFromSource2(), executor);

CompletableFuture<Void> allFutures = future1.thenAcceptBoth(future2, (result1, result2) -> processResults(result1, result2))
                                            .thenRun(() -> executor.shutdown());

// 如果需要等待所有操作完成，可以调用allFutures.join(); 但通常我们不需要显式等待

在上面的示例中，使用CompletableFuture的代码更加简洁，并且自然地表达了异步操作之间的依赖关系。同时，它避免了在Future示例中可能出现的阻塞调用和异常处理代码。

结论

综上所述，CompletableFuture通过提供非阻塞的获取结果方式、流畅的链式调用、异步操作的组合、强大的错误处理以及对中断的友好支持，极大地扩展了Java异步编程的能力。虽然Future仍然是Java并发编程中的一个重要概念，但在需要更高级异步编程特性的场景中，CompletableFuture无疑是一个更加合适的选择。在码小课的深入学习中，你将能够更全面地掌握CompletableFuture的使用技巧，从而编写出更加高效、可维护和可扩展的Java并发程序。

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