Java CompletableFuture 之线程编排

一，背景

Future​是Java 5添加的类，用来描述一个异步计算的结果。你可以使用isDone​方法检查计算是否完成，或者使用get​阻塞住调用线程，直到计算完成返回结果，你也可以使用cancel方法停止任务的执行。

public class BasicFuture {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        Future<Integer> f = es.submit(() ->{
                // 长时间的异步计算
                // ……
                // 然后返回结果
                return 100;
            });
//        while(!f.isDone());
        f.get();
    }
}

虽然Future以及相关使用方法提供了异步执行任务的能力，但是对于结果的获取却是很不方便，只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。阻塞的方式显然和我们的异步编程的初衷相违背，轮询的方式又会耗费无谓的CPU资源，而且也不能及时地得到计算结果，为什么不能用观察者设计模式当计算结果完成及时通知监听者呢？

Google guava提供了通用的扩展Future:ListenableFuture、SettableFuture​ 以及辅助类Futures等,方便异步编程。

final String name = ...;
inFlight.add(name);
ListenableFuture<Result> future = service.query(name);
future.addListener(new Runnable() {
  public void run() {
    processedCount.incrementAndGet();
    inFlight.remove(name);
    lastProcessed.set(name);
    logger.info("Done with {0}", name);
  }
}, executor);

作为正统的Java类库，是不是应该做点什么，加强一下自身库的功能呢？

在Java 8中, 新增加了一个包含50个方法左右的类: 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。

下面我们就看一看它的功能吧。

CompletableFuture类实现了CompletionStage和Future接口，所以你还是可以像以前一样通过阻塞或者轮询的方式获得结果，尽管这种方式不推荐使用。

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​返回计算的结果或者抛出一个unchecked异常(CompletionException)，它和get对抛出的异常的处理有些细微的区别，你可以运行下面的代码进行比较：

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    int i = 1/0;
    return 100;
});
//future.join();
future.get();

二，创建CompletableFuture对象

CompletableFuture.completedFuture​是一个静态辅助方法，用来返回一个已经计算好的CompletableFuture。

而以下四个静态方法用来为一段异步执行的代码创建CompletableFuture对象：

public static CompletableFuture<Void>   runAsync(Runnable runnable)
public static CompletableFuture<Void>   runAsync(Runnable runnable, Executor executor)
public static <U> CompletableFuture<U>  supplyAsync(Supplier<U> supplier)
public static <U> CompletableFuture<U>  supplyAsync(Supplier<U> supplier, Executor executor)

以Async​结尾并且没有指定Executor​的方法会使用ForkJoinPool.commonPool()作为它的线程池执行异步代码。

runAsync​方法也好理解，它以Runnable​函数式接口类型为参数，所以CompletableFuture的计算结果为空。

supplyAsync​方法以Supplier<U>​函数式接口类型为参数,CompletableFuture​的计算结果类型为U。

因为方法的参数类型都是函数式接口，所以可以使用lambda表达式实现异步任务，比如：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    //长时间的计算任务
    return "·00";
});

三，计算结果完成时的处理

当CompletableFuture​的计算结果完成，或者抛出异常的时候，我们可以执行特定的Action。主要是下面的方法：

public CompletableFuture<T>   whenComplete(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action)
public CompletableFuture<T>   whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action)
public CompletableFuture<T>   whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T,? super Throwable> action, Executor executor)
public CompletableFuture<T>     exceptionally(Function<Throwable,? extends T> fn)

可以看到Action​的类型是BiConsumer<? super T,? super Throwable>，它可以处理正常的计算结果，或者异常情况。

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)。

注意这几个方法都会返回CompletableFuture​，当Action​执行完毕后它的结果返回原始的CompletableFuture的计算结果或者返回异常。

public class Main {
    private static Random rand = new Random();
    private static long t = System.currentTimeMillis();
    static int getMoreData() {
        System.out.println("begin to start compute");
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        System.out.println("end to start compute. passed " + (System.currentTimeMillis() - t)/1000 + " seconds");
        return rand.nextInt(1000);
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(Main::getMoreData);
        Future<Integer> f = future.whenComplete((v, e) -> {
            System.out.println(v);
            System.out.println(e);
        });
        System.out.println(f.get());
        System.in.read();
    }
}

exceptionally​方法返回一个新的CompletableFuture，当原始的CompletableFuture抛出异常的时候，就会触发这个CompletableFuture的计算，调用function计算值，否则如果原始的CompletableFuture正常计算完后，这个新的CompletableFuture也计算完成，它的值和原始的CompletableFuture的计算的值相同。也就是这个exceptionally方法用来处理异常的情况。

下面一组方法虽然也返回CompletableFuture对象，但是对象的值和原来的CompletableFuture计算的值不同。当原先的CompletableFuture的值计算完成或者抛出异常的时候，会触发这个CompletableFuture对象的计算，结果由BiFunction​参数计算而得。因此这组方法兼有whenComplete和转换的两个功能。

public <U> CompletableFuture<U>   handle(BiFunction<? super T,Throwable,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   handleAsync(BiFunction<? super T,Throwable,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   handleAsync(BiFunction<? super T,Throwable,? extends U> fn, Executor executor)

同样，不以Async​结尾的方法由原来的线程计算，以Async​结尾的方法由默认的线程池ForkJoinPool.commonPool()​或者指定的线程池executor运行。

四，转换

CompletableFuture​可以作为monad(单子)和functor。由于回调风格的实现，我们不必因为等待一个计算完成而阻塞着调用线程，而是告诉CompletableFuture​当计算完成的时候请执行某个function​。而且我们还可以将这些操作串联起来，或者将CompletableFuture组合起来。

public <U> CompletableFuture<U>   thenApply(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn, Executor executor)

这一组函数的功能是当原来的CompletableFuture计算完后，将结果传递给函数fn​，将fn​的结果作为新的CompletableFuture​计算结果。因此它的功能相当于将CompletableFuture<T>​转换成CompletableFuture<U>。

这三个函数的区别和上面介绍的一样，不以Async​结尾的方法由原来的线程计算，以Async​结尾的方法由默认的线程池ForkJoinPool.commonPool()​或者指定的线程池executor运行。Java的CompletableFuture类总是遵循这样的原则，下面就不一一赘述了。

使用例子如下：

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
});
CompletableFuture<String> f =  future.thenApplyAsync(i -> i * 10).thenApply(i -> i.toString());
System.out.println(f.get()); //"1000"

需要注意的是，这些转换并不是马上执行的，也不会阻塞，而是在前一个stage完成后继续执行。

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。

五，纯消费(执行Action)

上面的方法是当计算完成的时候，会生成新的计算结果(thenApply​, handle​)，或者返回同样的计算结果whenComplete，CompletableFuture​还提供了一种处理结果的方法，只对结果执行Action​,而不返回新的计算值，因此计算值为Void:

public CompletableFuture<Void>  thenAccept(Consumer<? super T> action)
public CompletableFuture<Void>  thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action)
public CompletableFuture<Void>  thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action, Executor executor)

看它的参数类型也就明白了，它们是函数式接口Consumer，这个接口只有输入，没有返回值。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
});
CompletableFuture<Void> f =  future.thenAccept(System.out::println);
System.out.println(f.get());

thenAcceptBoth​以及相关方法提供了类似的功能，当两个CompletionStage都正常完成计算的时候，就会执行提供的action，它用来组合另外一个异步的结果。

runAfterBoth是当两个CompletionStage都正常完成计算的时候,执行一个Runnable，这个Runnable并不使用计算的结果。

public <U> CompletableFuture<Void>  thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U> other, BiConsumer<? super T,? super U> action)
public <U> CompletableFuture<Void>  thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiConsumer<? super T,? super U> action)
public <U> CompletableFuture<Void>  thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiConsumer<? super T,? super U> action, Executor executor)
public     CompletableFuture<Void>  runAfterBoth(CompletionStage<?> other,  Runnable action)

例子如下：

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
});
CompletableFuture<Void> f =  future.thenAcceptBoth(CompletableFuture.completedFuture(10), (x, y) -> System.out.println(x * y));
System.out.println(f.get());

更彻底地，下面一组方法当计算完成的时候会执行一个Runnable,与thenAccept不同，Runnable并不使用CompletableFuture计算的结果。

public CompletableFuture<Void>  thenRun(Runnable action)
public CompletableFuture<Void>  thenRunAsync(Runnable action)
public CompletableFuture<Void>  thenRunAsync(Runnable action, Executor executor)

因此先前的CompletableFuture计算的结果被忽略了,这个方法返回CompletableFuture<Void>类型的对象。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
});
CompletableFuture<Void> f =  future.thenRun(() -> System.out.println("finished"));
System.out.println(f.get());

因此，你可以根据方法的参数的类型来加速你的记忆。Runnable​类型的参数会忽略计算的结果，Consumer​是纯消费计算结果，BiConsumer​会组合另外一个CompletionStage​纯消费，Function​会对计算结果做转换，BiFunction​会组合另外一个CompletionStage的计算结果做转换。

五，组合

public <U> CompletableFuture<U>   thenCompose(Function<? super T,? extends CompletionStage<U>> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   thenComposeAsync(Function<? super T,? extends CompletionStage<U>> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   thenComposeAsync(Function<? super T,? extends CompletionStage<U>> fn, Executor executor)

这一组方法接受一个Function作为参数，这个Function的输入是当前的CompletableFuture的计算值，返回结果将是一个新的CompletableFuture，这个新的CompletableFuture会组合原来的CompletableFuture和函数返回的CompletableFuture。因此它的功能类似:

A +--> B +---> C

记住，thenCompose​返回的对象并不一是函数fn​返回的对象，如果原来的CompletableFuture还没有计算出来，它就会生成一个新的组合后的CompletableFuture。

例子：

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
});
CompletableFuture<String> f =  future.thenCompose( i -> {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        return (i * 10) + "";
    });
});
System.out.println(f.get()); //1000

而下面的一组方法thenCombine用来复合另外一个CompletionStage的结果。它的功能类似：

A + | +------> C +------^ B +

两个CompletionStage是并行执行的，它们之间并没有先后依赖顺序，other​并不会等待先前的CompletableFuture执行完毕后再执行。

public <U,V> CompletableFuture<V>   thenCombine(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)
public <U,V> CompletableFuture<V>   thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn)
public <U,V> CompletableFuture<V>   thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other, BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn, Executor executor)

其实从功能上来讲,它们的功能更类似thenAcceptBoth​，只不过thenAcceptBoth​是纯消费，它的函数参数没有返回值，而thenCombine​的函数参数fn有返回值。

CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return 100;
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    return "abc";
});
CompletableFuture<String> f =  future.thenCombine(future2, (x,y) -> y + "-" + x);
System.out.println(f.get()); //abc-100

六，Either

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

public CompletableFuture<Void>  acceptEither(CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action)
public CompletableFuture<Void>  acceptEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action)
public CompletableFuture<Void>  acceptEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other, Consumer<? super T> action, Executor executor)
public <U> CompletableFuture<U>   applyToEither(CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T,U> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   applyToEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T,U> fn)
public <U> CompletableFuture<U>   applyToEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other, Function<? super T,U> fn, Executor executor)

acceptEither​方法是当任意一个CompletionStage完成的时候，action​这个消费者就会被执行。这个方法返回CompletableFuture<Void>

applyToEither​方法是当任意一个CompletionStage完成的时候，fn​会被执行，它的返回值会当作新的CompletableFuture<U>的计算结果。

下面这个例子有时会输出100​,有时候会输出200,哪个Future先完成就会根据它的结果计算。

Random rand = new Random();
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
        Thread.sleep(10000 + rand.nextInt(1000));
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return 100;
});
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
        Thread.sleep(10000 + rand.nextInt(1000));
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return 200;
});
CompletableFuture<String> f =  future.applyToEither(future2,i -> i.toString());

七，辅助方法 allOf​ 和 anyOf

前面我们已经介绍了几个静态方法：completedFuture、runAsync、supplyAsync,下面介绍的这两个方法用来组合多个CompletableFuture。

public static CompletableFuture<Void>       allOf(CompletableFuture<?>... cfs)
public static CompletableFuture<Object>   anyOf(CompletableFuture<?>... cfs)

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。

下面的代码运行结果有时是100,有时是"abc"。但是anyOf和applyToEither​不同。anyOf​接受任意多的CompletableFuture但是applyToEither​只是判断两个CompletableFuture,anyOf​返回值的计算结果是参数中其中一个CompletableFuture的计算结果，applyToEither​返回值的计算结果却是要经过fn处理的。当然还有静态方法的区别，线程池的选择等。

Random rand = new Random();
CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
        Thread.sleep(10000 + rand.nextInt(1000));
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return 100;
});
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
        Thread.sleep(10000 + rand.nextInt(1000));
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "abc";
});
//CompletableFuture<Void> f =  CompletableFuture.allOf(future1,future2);
CompletableFuture<Object> f =  CompletableFuture.anyOf(future1,future2);
System.out.println(f.get());

我想通过上面的介绍，应该把CompletableFuture的方法和功能介绍完了(cancel、isCompletedExceptionally()、isDone()​以及继承于Object的方法无需介绍了， toCompletableFuture()返回CompletableFuture本身)，希望你能全面了解CompletableFuture强大的功能，并将它应用到Java的异步编程中。

如果你用过Guava的Future类，你就会知道它的Futures​辅助类提供了很多便利方法，用来处理多个Future，而不像Java的CompletableFuture，只提供了allOf、anyOf​两个方法。 比如有这样一个需求，将多个CompletableFuture组合成一个CompletableFuture，这个组合后的CompletableFuture的计算结果是个List,它包含前面所有的CompletableFuture的计算结果，guava的Futures.allAsList可以实现这样的功能，但是对于java CompletableFuture，我们需要一些辅助方法：

public static <T> CompletableFuture<List<T>> sequence(List<CompletableFuture<T>> futures) {
       CompletableFuture<Void> allDoneFuture = CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()]));
       return allDoneFuture.thenApply(v -> futures.stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.<T>toList()));
   }
public static <T> CompletableFuture<Stream<T>> sequence(Stream<CompletableFuture<T>> futures) {
       List<CompletableFuture<T>> futureList = futures.filter(f -> f != null).collect(Collectors.toList());
       return sequence(futureList);
   }

或者Java Future转CompletableFuture:

public static <T> CompletableFuture<T> toCompletable(Future<T> future, Executor executor) {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            return future.get();
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }, executor);
}

github有多个项目可以实现Java CompletableFuture与其它Future (如Guava ListenableFuture)之间的转换，如spotify/futures-extra、future-converter、scala/scala-java8-compat 等。

八，使用示例

CompletionStage是一个接口，从命名上看得知是一个完成的阶段，它里面的方法也标明是在某个运行阶段得到了结果之后要做的事情。

1，进行变换

public <U> CompletionStage<U> thenApply(Function<? super T,? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> thenApplyAsync(Function<? super T,? extends U> fn,Executor executor);

首先说明一下已Async结尾的方法都是可以异步执行的，如果指定了线程池，会在指定的线程池中执行，如果没有指定，默认会在ForkJoinPool.commonPool()中执行，下文中将会有好多类似的，都不详细解释了。关键的入参只有一个Function，它是函数式接口，所以使用Lambda表示起来会更加优雅。它的入参是上一个阶段计算后的结果，返回值是经过转化后结果。

例如：

@Test
    public void thenApply() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello").thenApply(s -> s + " world").join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

hello world

2，进行消耗

public CompletionStage<Void> thenAccept(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action,Executor executor);

thenAccept是针对结果进行消耗，因为他的入参是Consumer，有入参无返回值。

例如：

@Test
public void thenAccept(){    
       CompletableFuture.supplyAsync(() -> "hello").thenAccept(s -> System.out.println(s+" world"));
}

结果为：

hello world

3，对上一步的计算结果不关心，执行下一个操作

public CompletionStage<Void> thenRun(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action);
public CompletionStage<Void> thenRunAsync(Runnable action,Executor executor);

thenRun它的入参是一个Runnable的实例，表示当得到上一步的结果时的操作。

例如：

@Test
    public void thenRun(){
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "hello";
        }).thenRun(() -> System.out.println("hello world"));
        while (true){}
    }

结果为：

hello world

4.结合两个CompletionStage的结果，进行转化后返回

public <U,V> CompletionStage<V> thenCombine(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn);
public <U,V> CompletionStage<V> thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn);
public <U,V> CompletionStage<V> thenCombineAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiFunction<? super T,? super U,? extends V> fn,Executor executor);

它需要原来的处理返回值，并且other代表的CompletionStage也要返回值之后，利用这两个返回值，进行转换后返回指定类型的值。

例如：

@Test
    public void thenCombine() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "hello";
        }).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "world";
        }), (s1, s2) -> s1 + " " + s2).join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

hello world

5，结合两个CompletionStage的结果，进行消耗

public <U> CompletionStage<Void> thenAcceptBoth(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action);
public <U> CompletionStage<Void> thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action);
public <U> CompletionStage<Void> thenAcceptBothAsync(CompletionStage<? extends U> other,BiConsumer<? super T, ? super U> action,     Executor executor);

它需要原来的处理返回值，并且other代表的CompletionStage也要返回值之后，利用这两个返回值，进行消耗。

例如：

@Test
    public void thenAcceptBoth() {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "hello";
        }).thenAcceptBoth(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "world";
        }), (s1, s2) -> System.out.println(s1 + " " + s2));
        while (true){}
    }

结果为：

hello world

6，在两个CompletionStage都运行完执行。

public CompletionStage<Void> runAfterBoth(CompletionStage<?> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterBothAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterBothAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action,Executor executor);

不关心这两个CompletionStage的结果，只关心这两个CompletionStage执行完毕，之后在进行操作（Runnable）。

例如：

@Test
    public void runAfterBoth(){
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s1";
        }).runAfterBothAsync(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s2";
        }), () -> System.out.println("hello world"));
        while (true){}
    }

结果为

hello world

7，两个CompletionStage，谁计算的快，我就用那个CompletionStage的结果进行下一步的转化操作。

public <U> CompletionStage<U> applyToEither(CompletionStage<? extends T> other,Function<? super T, U> fn);
public <U> CompletionStage<U> applyToEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Function<? super T, U> fn);
public <U> CompletionStage<U> applyToEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Function<? super T, U> fn,Executor executor);

我们现实开发场景中，总会碰到有两种渠道完成同一个事情，所以就可以调用这个方法，找一个最快的结果进行处理。

例如：

@Test
    public void applyToEither() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s1";
        }).applyToEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "hello world";
        }), s -> s).join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

hello world

8，两个CompletionStage，谁计算的快，我就用那个CompletionStage的结果进行下一步的消耗操作。

public CompletionStage<Void> acceptEither(CompletionStage<? extends T> other,Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> acceptEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Consumer<? super T> action);
public CompletionStage<Void> acceptEitherAsync(CompletionStage<? extends T> other,Consumer<? super T> action,Executor executor);

例如：

@Test
    public void acceptEither() {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s1";
        }).acceptEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "hello world";
        }), System.out::println);
        while (true){}
    }

结果为：

hello world

9，两个CompletionStage，任何一个完成了都会执行下一步的操作（Runnable）。

public CompletionStage<Void> runAfterEither(CompletionStage<?> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action);
public CompletionStage<Void> runAfterEitherAsync(CompletionStage<?> other,Runnable action,Executor executor);

例如：

@Test
    public void runAfterEither() {
        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s1";
        }).runAfterEither(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s2";
        }), () -> System.out.println("hello world"));
        while (true) {
        }
    }

结果为：

hello world

10，当运行时出现了异常，可以通过exceptionally进行补偿。

public CompletionStage<T> exceptionally(Function<Throwable, ? extends T> fn);

例如：

@Test
    public void exceptionally() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (1 == 1) {
                throw new RuntimeException("测试一下异常情况");
            }
            return "s1";
        }).exceptionally(e -> {
            System.out.println(e.getMessage());
            return "hello world";
        }).join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

java.lang.RuntimeException: 测试一下异常情况 hello world

11，当运行完成时，对结果的记录。这里的完成时有两种情况，一种是正常执行，返回值。另外一种是遇到异常抛出造成程序的中断。这里为什么要说成记录，因为这几个方法都会返回CompletableFuture，当Action执行完毕后它的结果返回原始的CompletableFuture的计算结果或者返回异常。所以不会对结果产生任何的作用。

public CompletionStage<T> whenComplete(BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action);
public CompletionStage<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action);
public CompletionStage<T> whenCompleteAsync(BiConsumer<? super T, ? super Throwable> action,Executor executor);

例如：

@Test
    public void whenComplete() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (1 == 1) {
                throw new RuntimeException("测试一下异常情况");
            }
            return "s1";
        }).whenComplete((s, t) -> {
            System.out.println(s);
            System.out.println(t.getMessage());
        }).exceptionally(e -> {
            System.out.println(e.getMessage());
            return "hello world";
        }).join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

null java.lang.RuntimeException: 测试一下异常情况 java.lang.RuntimeException: 测试一下异常情况 hello world

这里也可以看出，如果使用了exceptionally，就会对最终的结果产生影响，它没有口子返回如果没有异常时的正确的值，这也就引出下面我们要介绍的handle。

12，运行完成时，对结果的处理。这里的完成时有两种情况，一种是正常执行，返回值。另外一种是遇到异常抛出造成程序的中断。

public <U> CompletionStage<U> handle(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn);
public <U> CompletionStage<U> handleAsync(BiFunction<? super T, Throwable, ? extends U> fn,Executor executor);

例如：

出现异常时

@Test
    public void handle() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //出现异常
            if (1 == 1) {
                throw new RuntimeException("测试一下异常情况");
            }
            return "s1";
        }).handle((s, t) -> {
            if (t != null) {
                return "hello world";
            }
            return s;
        }).join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

hello world

未出现异常时

@Test
    public void handle() {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "s1";
        }).handle((s, t) -> {
            if (t != null) {
                return "hello world";
            }
            return s;
        }).join();
        System.out.println(result);
    }

结果为：

s1

上面就是CompletionStage接口中方法的使用实例，CompletableFuture同样也同样实现了Future，所以也同样可以使用get进行阻塞获取值，总的来说，CompletableFuture使用起来还是比较爽的，看起来也比较优雅一点。