CompletableFuture、Future、FutureTask

Future

一、是什么？
Future 是 Java 5 引入的接口（java.util.concurrent.Future），代表一个异步计算的结果。它提供了一种检查计算是否完成、等待计算完成以及获取计算结果的方法。

二、解决什么问题

阻塞问题：传统同步代码会阻塞主线程等待耗时操作（如网络请求、数据库查询）。
结果获取：需要一种机制在耗时操作完成后获取结果，而不阻塞主线程。
任务状态跟踪：需要监控异步任务的状态（是否完成、是否取消）。

三、核心方法

java

boolean isDone();         // 检查任务是否完成
V get() throws ...;      // 阻塞获取结果（直到完成）
V get(long timeout, TimeUnit unit) throws ...; // 限时阻塞获取
boolean cancel(boolean mayInterrupt); // 尝试取消任务

四、应用场景

提交任务到线程池后获取结果
并行执行多个独立任务（每个任务一个 Future）
设置任务超时时间（避免无限等待）

五、重要注意事项

get() 方法会阻塞调用线程，可能影响性能。
无法手动设置结果或组合多个任务（如“任务 A 完成后触发任务 B”）。
异常处理需在任务内部捕获，无法通过 Future 链式处理。

FutureTask

一、是什么？
FutureTask 是 Future 接口的**基础实现类**（java.util.concurrent.FutureTask），同时实现了 Runnable接口。它既可作为Future使用，也可作为Runnable` 提交给线程执行。

二、解决什么问题

统一任务封装：将 Callable/Runnable 任务封装成 Runnable + Future 的结合体。
直接线程执行：可直接被 Thread 或线程池执行（因实现了 Runnable）。
复用任务对象：同一个任务可被多次执行（需手动重置状态）。

三、核心方法

java

FutureTask(Callable<V> callable); // 构造方法（接受Callable）
FutureTask(Runnable runnable, V result); // 构造方法（接受Runnable）

四、应用场景

需要手动创建任务并交给线程执行（而非线程池）
将已有 Callable 或 Runnable 包装成 Future
需要复用任务对象（通过重置状态）

五、重要注意事项

任务一旦完成，状态不可重置（除非调用 runAndReset()）。
和 Future 一样，get() 会阻塞线程。
无法组合多个任务或链式处理结果。

CompletableFuture

一、是什么？
CompletableFuture 是 Java 8 引入的类（java.util.concurrent.CompletableFuture），实现了 Future 接口。它支持非阻塞编程、链式调用和组合异步任务，是函数式异步编程的核心工具。

二、解决什么问题

阻塞获取结果：通过回调（如 thenApply()）避免 get() 阻塞。
任务组合：轻松实现“任务 A 完成后触发任务 B”或“所有任务完成后合并结果”。
异常处理：链式处理异常（exceptionally()/handle()）。
手动控制结果：可主动完成任务（complete()/completeExceptionally()）。

三、核心方法

java

static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable); // 无返回任务
static <U> CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier); // 有返回任务

// 链式处理
thenApply(Function)    // 转换结果
thenAccept(Consumer)   // 消费结果
thenRun(Runnable)      // 无结果操作

// 组合任务
thenCompose()          // 串行组合（A 完成后触发 B）
thenCombine()          // 并行组合（A+B 完成后合并结果）
allOf() / anyOf()      // 聚合多个任务

// 异常处理
exceptionally()        // 捕获异常并返回默认值
handle()               // 无论成功/异常都处理

四、应用场景

异步流水线处理（如：请求 API → 解析数据 → 保存数据库）
合并多个独立异步任务的结果（如：并发查询多个服务）
实现超时控制（orTimeout()）
响应式编程（如结合 Spring WebFlux）

五、Java 示例

java

CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchUserFromDB(userId)) // 异步查询
    .thenApply(user -> enrichUser(user))      // 转换结果
    .thenAccept(user -> saveToCache(user))    // 消费结果
    .exceptionally(ex -> {                    // 异常处理
        log.error("Failed", ex);
        return null;
    })

六、重要注意事项

默认使用 ForkJoinPool.commonPool()，可指定自定义线程池避免资源竞争。
避免在回调中阻塞（如调用 get()），否则失去非阻塞优势。
合理处理异常，避免静默失败。

三者核心区别

特性	Future	Task	CompletableFuture
是否阻塞	是（`get()` 阻塞）	是	否（支持回调）
任务组合能力	❌	❌	✅（`thenCompose`/`allOf` 等）
手动设置结果	❌	❌	✅（`complete()`）
异常处理	需在任务内部处理	需在任务内部处理	✅（链式处理）
函数式支持	❌	❌	✅（Lambda/方法引用）
Java 版本	5+	5+	8+

总结

Future：基础接口，适用于简单异步任务获取结果，但需阻塞等待。
FutureTask：Future 的基础实现，可包装任务并直接交给线程执行。
CompletableFuture：现代异步编程首选，支持非阻塞、链式调用和任务组合，能优雅处理复杂异步流程。

建议：
简单场景用 Future + 线程池。
复杂异步流水线、任务组合用 CompletableFuture。
除非特殊需求（如自定义任务状态），否则无需直接使用 FutureTask。

CompletableFuture、Future、FutureTask ​

Future ​

FutureTask ​

CompletableFuture ​

三者核心区别 ​

总结 ​

CompletableFuture、Future、FutureTask

Future

FutureTask

CompletableFuture

三者核心区别

总结