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Completablefuture的底层原理是什么

news 来源：原创 2025/5/21 19:58:28

参考面试回答：

个人理解

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个类、它可以让我们在多线程环境中更加容易地处理异步任务。CompletableFuture 的底层原理是基于一个名为 FutureTask 的机制、结合了 监听器模式 和等待-通知机制来处理异步计算。

1.首先就是CompletableFuture 实现了 Future 接口：

这意味着可以像 Future 一样、用于获取异步计算的结果、检查计算状态等。以及内部使用了 FutureTask： FutureTask 是 Future 接口的一个实现类、它可以包装一个 Callable 对象、并在后台线程中执行 Callable 的 call() 方法。 FutureTask 负责管理任务的状态、存储计算结果或异常，并提供同步等待的机制。

2.然后核心的两个字段：

result字段：

它有多个状态、通常是 未完成、已完成正常、已完成异常、已取消 等。它通过一个 volatile 变量来保持任务的执行状态。用于存储异步计算的结果。如果计算过程中发生异常result 会存储异常对象。
任务完成后、通过调用 complete() 方法来更新状态、并通知等待的线程。

然后就是

stack 字段：

这是一个 Completion 类型的链表、也称为依赖链。每个 Completion 对象代表一个待触发的依赖任务、例如 thenApply、thenAccept 等方法创建的任务。 stack 链表将这些任务串联起来，形成任务编排的流水线。

3.然后介绍一下监听器模式：

CompletableFuture 支持链式调用（例如：thenApply、thenAccept 等）、这些方法为某个任务注册了回调函数（监听器）。回调函数会在任务完成后执行。内部通过 Listener 机制实现、使用 synchronized 或 CAS来保证线程安全。
以及这些回调通常会通过 Executor 执行。CompletableFuture 支持使用默认的线程池（ForkJoinPool）来执行这些任务、也可以自定义线程池。