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关于常用线程池CompletableFuture和Future的介绍

news 2025/8/23 7:37:44

1、Future

1.1、定义

1.2、常用方法：

2、CompletableFuture

2.1、设计背景

2.2、常用方法

3、区别

3.1、行为上的具体差别

3.2、阻塞 vs 非阻塞

3.3、线程池使用差别

3.4、异常处理的差别

3.5、使用对比

前言

它们都是异步执行任务，但设计目标、能力范围和编程体验有很大不同，我帮你详细拆开来看，对比到“为什么很多人新项目更倾向于 CompletableFuture”。

本质上是在对比两种提交异步任务的方式：

ExecutorService.submit(...)（返回 Future）
CompletableFuture.supplyAsync(...)（返回 CompletableFuture）

一句话记忆：

Future 是“我去等你做完再干别的”，
CompletableFuture 是“你做好了自动告诉我，然后我继续做下去”。

1、Future

1.1、定义

Future是Java5新加的一个接口，它提供了一种异步并行计算的功能。如果主线程需要执行一个很耗时的计算任务，就可以通过Future把这个任务放到异步线程中执行。

主线程继续处理其他任务或者先行结束，再通过Future获取计算结果。future+线程池异步多线程任务配合，能显著提高程序的执行效率。

1.2、常用方法：

1、boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)

试图取消对此任务的执行。如果任务已完成、或已取消，或者由于某些其他原因而无法取消，则此尝试将失败。当调用 cancel 时，如果调用成功，而此任务尚未启动，则此任务将永不运行。如果任务已经启动，则 mayInterruptIfRunning 参数确定是否应该以试图停止任务的方式来中断执行此任务的线程。

①参数：

mayInterruptIfRunning - 如果应该中断执行此任务的线程，则为 true；允许正在运行的任务运行完成，则为false

②返回：

如果无法取消任务，则返回 false，这通常是由于它已经正常完成；否则返回 true

2、V get()

如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。

3、V get(long timeout, TimeUnit unit)

如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。

4、boolean isCancelled()

如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true。

5、boolean isDone()

如果任务已完成，则返回 true。

代码示例：

public class FutureDemo {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
//      1.获取线程池对象ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
//      2.创建Callable类型的任务对象Future<Integer> f = es.submit(new MyCall(1, 1));
//      3.判断任务是否已经完成boolean done = f.isDone();System.out.println("判断任务是否完成"+done);
//        4.任务执行的结果Integer v = f.get();System.out.println("任务执行的结果是"+v);
//        5.判断取消任务的结果boolean b = f.cancel(true);System.out.println("取消任务执行的结果"+b);} }class MyCall implements Callable<Integer> {private int a;private int b;public MyCall(int a, int b) {this.a = a;this.b = b;}@Overridepublic Integer call() throws Exception {String name = Thread.currentThread().getName();System.out.println(name + "准备开始计算...");Thread.sleep(2000);System.out.println("计算完成...");return a + b;} }

ExecutorService + Future

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
Future<?> future = threadPool.submit(() -> {System.out.println("任务执行");
});// Future 只能阻塞式获取结果
Object result = future.get(); // 阻塞直到结束

Future接口作为Java中处理异步任务的一种方式，提供了获取结果、取消任务等方法，但存在阻塞和轮询的缺点。

2、CompletableFuture

2.1、设计背景

get()方法在Future计算完成之前会一直处在阻塞状态下，阻塞的方式和异步编程的设计理念相违背；而isDone()轮询的方式会消耗无谓的CPU资源，而且也不见的能及时地得到计算结果。

对于真正的异步处理我们希望是可以通过传入回调参数，在future结束时自动调用该回调函数，这样我们就不用等待结果。因此，JDK8设计出了CompletableFuture。

CompletableFuture提供了一种观察者模式类似的机制，可以让任务执行完成后通知监听的一方。

2.2、常用方法

CompletableFuture.supplyAsync(...)

CompletableFuture<String> cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println("任务执行");return "任务结果";
});// 可以链式异步处理，不阻塞主线程
cf.thenAccept(result -> System.out.println("结果: " + result));

CompletableFuture为了解决Future的不足，提供了非阻塞的解决方案，通过CompletionStage和静态方法如runAsync和supplyAsync支持回调和链式操作，提高了异步编程的灵活性。

3、区别

如下所示：

3.1、行为上的具体差别

1、Future（ExecutorService方式）

submit()提交任务 → 返回 Future
get() 会阻塞直到任务结束（同步等待结果）
如果你不调用get()，就相当于只是异步跑了个任务，但没法在任务结束时主动触发后续逻辑
适合**"跑完就拿结果"**的场景

例子：

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(3);
Future<Integer> f1 = pool.submit(() -> 100);
System.out.println(f1.get()); // 阻塞拿结果

2、CompletableFuture 方式

supplyAsync() 提交任务 → 返回 CompletableFuture
你可以在 future 完成后自动触发回调，而且线程切换和数据传递内置支持
基于函数式 API，可以写成任务编排、组合的风格

例子：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> 100).thenApply(res -> res * 2) // 链式处理.thenAccept(System.out::println); // 最终消费输出：
200

整个过程不用自己管理阻塞和线程切换，比 Future 灵活得多。

3.2、阻塞 vs 非阻塞

Future：

获取结果必须 get()（阻塞当前线程）

CompletableFuture：

可以用 thenXXX 在另一个线程里异步接收结果，不一定阻塞主线程

代码示例如下：

// Future 阻塞示例
Future<Integer> f = pool.submit(() -> 1+1);
System.out.println(f.get()); // 当前线程卡着等结果// CompletableFuture 非阻塞示例
CompletableFuture.supplyAsync(() -> 1+1).thenAccept(System.out::println); // 主线程可继续做别的

3.3、线程池使用差别

1、Future：

必须自己传一个 ExecutorService（比如 Executors.newFixedThreadPool）。

2、CompletableFuture：

如果不指定线程池，默认用 ForkJoinPool.commonPool()

也可以这样自定义：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> 123, myExecutor);

3.4、异常处理的差别

Future：

try {future.get();
} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();
}

只能用 try-catch，在 get() 时集中处理。

CompletableFuture：

CompletableFuture.supplyAsync(() -> {if (true) throw new RuntimeException("出错了");return 123;
}).exceptionally(ex -> {System.out.println("异常: " + ex.getMessage());return -1;
});

3.5、使用对比

你的代码：

ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
Future<?> future = threadPool.submit(() -> {System.out.println("111");
});CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {System.out.println("111");
});

区别：

1、submit

返回一个 Future，不能直接链式加后续逻辑，要等它完成用 get() 再处理。

2、CompletableFuture）

可以直接 .thenRun(...)、.thenApply(...)接后续逻辑，避免阻塞，也更适合任务组合。

总结

1、ExecutorService + Future

偏底层;适合“一次提交一次取结果”的简单异步;

必须手动拿结果、处理异常;

任务之间的依赖、组合要自己写控制逻辑

2、CompletableFuture

偏高层 & 响应式;

支持链式任务编排（组合、依赖、异常处理）;

适合复杂异步流程;对比 Future 减少了阻塞等待;

参考文章

1、Future、CompletableFuture概述_completablefuture和future-CSDN博客文章浏览阅读2.7k次，点赞4次，收藏5次。文章介绍了同步和异步的概念，强调了异步执行在处理耗时任务时的重要性。Future接口作为Java中处理异步任务的一种方式，提供了获取结果、取消任务等方法，但存在阻塞和轮询的缺点。CompletableFuture为了解决Future的不足，提供了非阻塞的解决方案，通过CompletionStage和静态方法如runAsync和supplyAsync支持回调和链式操作，提高了异步编程的灵活性。https://blog.csdn.net/y516369/article/details/128639717?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252238f0912cc8025c2f436ac4d4d3c3918e%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=38f0912cc8025c2f436ac4d4d3c3918e&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-128639717-null-null.142^v102^control&utm_term=Future%E5%92%8CCompletableFuture&spm=1018.2226.3001.4187