深入解读CompletableFuture源码与原理

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我是靠谱客的博主朴实枕头，最近开发中收集的这篇文章主要介绍深入解读CompletableFuture源码与原理，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1 前言

最近在看公司源码，发现有些服务大量使用到了CompletableFuture，学了这么久Java，对这个类还是挺陌生的，实在惭愧。于是利用了业余时间认真学习并总结了下CompletableFuture的特性以及用法。

2 正文

CompletableFuture是JDK8中的新特性，主要用于对JDK5中加入的Future的补充。CompletableFuture实现了CompletionStage和Future接口。

2.1 JDK官方文档解释

CompletableFuture类的官方API文档解释：

CompletableFuture是JDK8中的新特性，主要用于对JDK5中加入的Future的补充。CompletableFuture实现了CompletionStage和Future接口。

CompletableFuture类的官方API文档解释：

CompletableFuture是一个在完成时可以触发相关方法和操作的Future，并且它可以视作为CompletableStage。
除了直接操作状态和结果的这些方法和相关方法外（CompletableFuture API提供的方法），CompletableFuture还实现了以下的CompletionStage的相关策略：
① 非异步方法的完成，可以由当前CompletableFuture的线程提供，也可以由其他调用完方法的线程提供。
② 所有没有显示使用Executor的异步方法，会使用ForkJoinPool.commonPool()（那些并行度小于2的任务会创建一个新线程来运行）。为了简化监视、调试和跟踪异步方法，所有异步任务都被标记为CompletableFuture.AsynchronouseCompletionTask。
③ 所有CompletionStage方法都是独立于其他公共方法实现的，因此一个方法的行为不受子类中其他方法的覆盖影响。
CompletableFuture还实现了Future的以下策略
① 不像FutureTask，因CompletableFuture无法直接控制计算任务的完成，所以CompletableFuture的取消会被视为异常完成。调用cancel()方法会和调用completeExceptionally（）方法一样，具有同样的效果。isCompletedEceptionally()方法可以判断CompletableFuture是否是异常完成。
② 在调用get()和get(long, TimeUnit)方法时以异常的形式完成，则会抛出ExecutionException,大多数情况下都会使用join()和getNow(T)，它们会抛出CompletionException。

小结：

Concurrent包中的Future在获取结果时会发生阻塞，而CompletableFuture则不会，它可以通过触发异步方法来获取结果。
在CompletableFuture中，如果没有显示指定的Executor的参数，则会调用默认的ForkJoinPool.commonPool()。
调用CompletableFuture的cancel()方法和调用completeExceptionally()方法的效果一样。

在JDK5中，使用Future来获取结果时都非常的不方便，只能通过get()方法阻塞线程或者通过轮询isDone()的方式来获取任务结果，这种阻塞或轮询的方式会无畏的消耗CPU资源，而且还不能及时的获取任务结果，因此JDK8中提供了CompletableFuture来实现异步的获取任务结果。

2.2 使用下CompletableFuture的API

CompletableFuture类提供了非常多的方法供我们使用，包括了runAsync()、supplyAsync()、thenAccept()等方法。

runAsync()，异步运行，

@Test
    public void runAsyncExample() throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        CompletableFuture cf = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }, executorService);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        while (true) {
            if (cf.isDone()) {
                System.out.println("CompletedFuture...isDown");
                break;
            }
        }
    }

运行结果：

main
pool-1-thread-1
CompletedFuture…isDown

这里调用的runAsync()方法没有使用ForkJoinPool的线程，而是使用了Executors.newSingleThreadExecutor()中的线程。runAsync()其实效果跟单开一个线程一样。

supplyAsync()

supply有供应的意思，supplyAsync就可以理解为异步供应，查看supplyAsync()方法入参可以知道，其有两个入参：

Supplier supplier,
Executor executor

这里先简单介绍下Supplier接口，Supplier接口是JDK8引入的新特性，它也是用于创建对象的，只不过调用Supplier的get()方法时，才会去通过构造方法去创建对象，并且每次创建出的对象都不一样。Supplier常用语法为：

Supplier<MySupplier> sup= MySupplier::new;

再展示代码例子之前，再讲一个thenAccept()方法，可以发现thenAccept()方法的入参如下：

Comsumer<? super T>

Comsumer接口同样是java8新引入的特性，它有两个重要接口方法：

accept()
andThen()

thenAccept()可以理解为接收CompletableFuture的结果然后再进行处理。

下面看下supplyAsync()和thenAccept()的例子：

public void thenApply() throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
        CompletableFuture cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { //实现了Supplier的get()方法
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("supplyAsync " + Thread.currentThread().getName());
            return "hello ";
        },executorService).thenAccept(s -> { //实现了Comsumper的accept()方法
            try {
                thenApply_test(s + "world");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        while (true) {
            if (cf.isDone()) {
                System.out.println("CompletedFuture...isDown");
                break;
            }
        }
    }

运行结果如下：
main
supplyAsync pool-1-thread-1
thenApply_test hello world
thenApply_test pool-1-thread-1

从代码逻辑可以看出，thenApply_test等到了pool-1-thread-1线程完成任务后，才进行的调用，并且拿到了supplye()方法返回的结果，而main则异步执行了，这就避免了Future获取结果时需要阻塞或轮询的弊端。

exceptionally
当任务在执行过程中报错了咋办？exceptionally()方法很好的解决了这个问题，当报错时会去调用exceptionally()方法，它的入参为：Function<Throwable, ? extends T> fn，fn为执行任务报错时的回调方法，下面看看代码示例：

public void exceptionally() {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        CompletableFuture cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (1 == 1) {
                throw new RuntimeException("测试exceptionally...");
            }
            return "s1";
        }, executorService).exceptionally(e -> {
            System.out.println(e.getMessage());
            return "helloworld " + e.getMessage();
        });
        cf.thenAcceptAsync(s -> {
            System.out.println("thenAcceptAsync: " + s);
        });
        System.out.println("main: " + Thread.currentThread().getName());
        while (true) {}
    }

运行结果：
main: main
java.lang.RuntimeException: 测试exceptionally…
CompletableFuture is Down…helloworld java.lang.RuntimeException: 测试exceptionally…
thenAcceptAsync: helloworld java.lang.RuntimeException: 测试exceptionally…

从代码以及运行结果来看，当任务执行过程中报错时会执行exceptionally()中的代码，thenAcceptAsync()会获取抛出的异常并输出到控制台，不管CompletableFuture()执行过程中报错、正常完成、还是取消，都会被标示为已完成，所以最后CompletableFuture.isDown()为true。

在Java8中，新增的ForkJoinPool.commonPool()方法，这个方法可以获得一个公共的ForkJoin线程池，这个公共线程池中的所有线程都是Daemon线程，意味着如果主线程退出，这些线程无论是否执行完毕，都会退出系统。

2.3 源码分析

CompletableFuture类实现了Future接口和CompletionStage接口，Future大家都经常遇到，但是这个CompletionStage接口就有点陌生了，这里的CompletionStage实际上是一个任务执行的一个“阶段”，CompletionStage详细的内容在下文有介绍。

public class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T> {
	volatile Object result;       // CompletableFuture的结果值或者是一个异常的报装对象AltResult
    volatile Completion stack;    // 依赖操作栈的栈顶
    ...
    // CompletableFuture的方法
    ... 
	// Unsafe mechanics
    private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
    private static final long RESULT;
    private static final long STACK;
    private static final long NEXT;
    static {
        try {
            final sun.misc.Unsafe u;
            UNSAFE = u = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
            Class<?> k = CompletableFuture.class;
            RESULT = u.objectFieldOffset(k.getDeclaredField("result")); //计算result属性的位偏移量
            STACK = u.objectFieldOffset(k.getDeclaredField("stack")); //计算stack属性的位偏移量
            NEXT = u.objectFieldOffset 
                (Completion.class.getDeclaredField("next"));  //计算next属性的位偏移量
        } catch (Exception x) {
            throw new Error(x);
        }
    }
}

在CompletableFuture中有一个静态代码块，在CompletableFuture类初始化之前就进行调用，代码块里的内容就是通过Unsafe类去获取CompletableFuture的result、stack和next属性的“偏移量”，这个偏移量主要用于Unsafe的CAS操作时进行位移量的比较。具体的Unsafe的CAS操作，可以查看Unsafe源码介绍

runAsync(Runnable, Executor) & runAsync(Runnable)
runAsync()做的事情就是异步的执行任务，返回的是CompletableFuture对象，不过CompletableFuture对象不包含结果。runAsync()方法有两个重载方法，这两个重载方法的区别是Executor可以指定为自己想要使用的线程池，而runAsync(Runnable)则使用的是ForkJoinPool.commonPool()。

下面先来看看runAsync(Runnable)的源码：

	public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) {
        return asyncRunStage(asyncPool, runnable);
    }

这里的asyncPool是一个静态的成员变量：

private static final boolean useCommonPool =
        (ForkJoinPool.getCommonPoolParallelism() > 1); // 并行级别
private static final Executor asyncPool = useCommonPool ?  
	ForkJoinPool.commonPool() : new ThreadPerTaskExecutor();

回到asyncRunStage()源码：

	static CompletableFuture<Void> asyncRunStage(Executor e, Runnable f) {
        if (f == null) throw new NullPointerException();
        CompletableFuture<Void> d = new CompletableFuture<Void>();
        e.execute(new AsyncRun(d, f));
        return d;
    }

看到asyncRunStage()源码，可以知道任务是由Executor来执行的，那么可想而知Async类一定是实现了Callable接口或者继承了Runnable类，查看Async类：

static final class AsyncRun extends ForkJoinTask<Void>
            implements Runnable, AsynchronousCompletionTask {
        CompletableFuture<Void> dep; Runnable fn;
        AsyncRun(CompletableFuture<Void> dep, Runnable fn) {
            this.dep = dep; this.fn = fn;
        }

        public final Void getRawResult() { return null; }
        public final void setRawResult(Void v) {}
        public final boolean exec() { run(); return true; }

        public void run() {
            CompletableFuture<Void> d; Runnable f;
            if ((d = dep) != null && (f = fn) != null) {
                dep = null; fn = null;//释放掉内存
                if (d.result == null) {
                    try {
                        f.run();
                        d.completeNull();
                    } catch (Throwable ex) {
                        d.completeThrowable(ex);
                    }
                }
                d.postComplete(); // 任务结束后，会执行所有依赖此任务的其他任务，这些任务以一个无锁并发栈的形式存在
            }
        }
    }

在AsyncRun类中，实现了Runnable接口的run()方法，在run()方法内部，会调用传进来的Runnable对象的run()方法，这里就需要用户自己去实现了，上文中的实例代码就是通过Lambda表达式来实现了Runnable接口。调用了f.run()之后，然后就是completeNull()方法了，改方法底层通过调用UNSAFE类的compareAndSwapObject()方法，来以CAS的方式将CompletableFuture的结果赋为null。postComplete()就是任务结束后，会执行所有依赖此任务的其他任务，这些任务以一个无锁并发栈的形式存在。
postComplete()的源码还是有点复杂的，先不急着分析。先看看Completion这个抽象类的数据结构组成：

Completion

下面先看看Completion的源码：

abstract static class Completion extends ForkJoinTask<Void>
        implements Runnable, AsynchronousCompletionTask {
        volatile Completion next;      
        abstract CompletableFuture<?> tryFire(int mode);
        abstract boolean isLive();

        public final void run()                { tryFire(ASYNC); }
        public final boolean exec()            { tryFire(ASYNC); return true; }
        public final Void getRawResult()       { return null; }
        public final void setRawResult(Void v) {}
    }

Completion是一个抽象类，分别实现了Runnable、AsynchronousCompletionTask接口，继承了ForkJoinPoolTask类，而ForJoinPoolTask抽象类又实现了Future接口，因此Completion实际上就是一个Future。可以看到Completion的抽象方法和成员方法的实现逻辑都短短一行或者没有，可以猜到这些方法的实现都是在其子类中。其实现类包括了UniCompletion、BiCompletion、UniAccept、BiAccept等，如下图：
在这里插入图片描述
而Completion类中还有一个非常重要的成员属性

volatile Completion next;

有印象的读者应该能记得，CompletableFuture中有一个属性——stack，就是Completion类的。

volatile Completion stack;

由这个属性可以看出，CompletableFuture其实就是一个链表的一个数据结构。

abstract static class UniCompletion<T,V> extends Completion {
        Executor executor;                 // executor to use (null if none)
        CompletableFuture<V> dep;          // 代表的依赖的CompletableFuture
        CompletableFuture<T> src;          // 代表的是源CompletableFuture

        UniCompletion(Executor executor, CompletableFuture<V> dep,
                      CompletableFuture<T> src) {
            this.executor = executor; this.dep = dep; this.src = src;
        }
        
        /**
         * 确保当前Completion可以被调用；并且使用ForkJoinPool标记为来确保只有一个线程可以调用，
         * 如果是异步的，则在任务启动之后通过tryFire来进行调用。tryFire方法时在UniAccept类中。
         */
        final boolean claim() {
            Executor e = executor;
            if (compareAndSetForkJoinTaskTag((short)0, (short)1)) {
                if (e == null)
                    return true;
                executor = null; // disable
                e.execute(this);
            }
            return false;
        }

        final boolean isLive() { return dep != null; }
    }

claim方法要在执行action前调用，若claim方法返回false，则不能调用action，原则上要保证action只执行一次。

static final class UniAccept<T> extends UniCompletion<T,Void> {
        Consumer<? super T> fn;
        UniAccept(Executor executor, CompletableFuture<Void> dep,
                  CompletableFuture<T> src, Consumer<? super T> fn) {
            super(executor, dep, src); this.fn = fn;
        }
        /**
         * 尝试去调用当前任务。uniAccept()方法为核心逻辑。
         */
        final CompletableFuture<Void> tryFire(int mode) {
            CompletableFuture<Void> d; CompletableFuture<T> a;
            if ((d = dep) == null ||
                !d.uniAccept(a = src, fn, mode > 0 ? null : this))
                return null;
            dep = null; src = null; fn = null;
            return d.postFire(a, mode);
        }
    }

final <S> boolean uniAccept(CompletableFuture<S> a,
                                Consumer<? super S> f, UniAccept<S> c) {
        Object r; Throwable x;
        if (a == null || (r = a.result) == null || f == null) //判断源任务是否已经完成了，a表示的就是源任务，a.result就代表的是原任务的结果。
            return false;
        tryComplete: if (result == null) {
            if (r instanceof AltResult) {
                if ((x = ((AltResult)r).ex) != null) {
                    completeThrowable(x, r);
                    break tryComplete;
                }
                r = null;
            }
            try {
                if (c != null && !c.claim())
                    return false;
                @SuppressWarnings("unchecked") S s = (S) r;
                f.accept(s);  //去调用Comsumer
                completeNull();
            } catch (Throwable ex) {
                completeThrowable(ex);
            }
        }
        return true;
    }

对于Completion的执行，还有几个关键的属性：

static final int SYNC   =  0;//同步
static final int ASYNC  =  1;//异步
static final int NESTED = -1;//嵌套

Completion在CompletableFuture中是如何工作的呢？现在先不着急了解其原理，下面再去看下一个重要的接口——CompletionStage。

CompletionStage

下面介绍下CompletionStage接口。看字面意思可以理解为“完成动作的一个阶段”，查看官方注释文档：CompletionStage是一个可能执行异步计算的“阶段”，这个阶段会在另一个CompletionStage完成时调用去执行动作或者计算，一个CompletionStage会以正常完成或者中断的形式“完成”，并且它的“完成”会触发其他依赖的CompletionStage。CompletionStage 接口的方法一般都返回新的CompletionStage，因此构成了链式的调用。
【下文中Stage代表CompletionStage】

那么在Java中什么是CompletionStage呢？
官方定义中，一个Function，Comsumer或者Runnable都会被描述为一个CompletionStage，相关方法比如有apply，accept，run等，这些方法的区别在于它们有些是需要传入参，有些则会产生“结果”。

Funtion方法会产生结果
Comsumer会消耗结果
Runable既不产生结果也不消耗结果

下面看看一个Stage的调用例子：

stage.thenApply(x -> square(x)).thenAccept(x -> System.out.println(x)).thenRun(() -> System.out.println())

这里x -> square(x)就是一个Function类型的Stage，它返回了x。x -> System.out.println(x)就是一个Comsumer类型的Stage，用于接收上一个Stage的结果x。() ->System.out.println()就是一个Runnable类型的Stage，既不消耗结果也不产生结果。

一个、两个或者任意一个CompletionStage的完成都会触发依赖的CompletionStage的执行，CompletionStage的依赖动作可以由带有then的前缀方法来实现。如果一个Stage被两个Stage的完成给触发，则这个Stage可以通过相应的Combine方法来结合它们的结果，相应的Combine方法包括：thenCombine、thenCombineAsync。但如果一个Stage是被两个Stage中的其中一个触发，则无法去combine它们的结果，因为这个Stage无法确保这个结果是那个与之依赖的Stage返回的结果。

	@Test
    public void testCombine() throws Exception {
        String result = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return "hello";
        }).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return " world";
        }), (s1, s2) -> s1 + " " + s2).join();

        System.out.println(result);
    }

虽然Stage之间的依赖关系可以控制触发计算，但是并不能保证任何的顺序。

另外，可以用一下三种的任何一种方式来安排一个新Stage的计算：default execution、default asynchronous execution（方法后缀都带有async）或者custom（自定义一个executor）。默认和异步模式的执行属性由CompletionStage实现而不是此接口指定。

小结：CompletionStage确保了CompletableFuture能够进行链式调用。

下面开始介绍CompletableFuture的几个核心方法：

postComplete

final void postComplete() {
        CompletableFuture<?> f = this; Completion h;    //this表示当前的CompletableFuture
        while ((h = f.stack) != null ||                                  //判断stack栈是否为空
               (f != this && (h = (f = this).stack) != null)) {    
            CompletableFuture<?> d; Completion t;      
            if (f.casStack(h, t = h.next)) {                          //通过CAS出栈，
                if (t != null) {
                    if (f != this) {
                        pushStack(h);             //如果f不是this，将刚出栈的h入this的栈顶
                        continue;
                    }
                    h.next = null;    // detach   帮助GC
                }
                f = (d = h.tryFire(NESTED)) == null ? this : d;        //调用tryFire
            }
        }
    }

postComplete()方法可以理解为当任务完成之后，调用的一个“后完成”方法，主要用于触发其他依赖任务。

uniAccept

final <S> boolean uniAccept(CompletableFuture<S> a,
                                Consumer<? super S> f, UniAccept<S> c) {
        Object r; Throwable x;
        if (a == null || (r = a.result) == null || f == null)    //判断当前CompletableFuture是否已完成，如果没完成则返回false；如果完成了则执行下面的逻辑。
            return false;
        tryComplete: if (result == null) {
            if (r instanceof AltResult) {   //判断任务结果是否是AltResult类型
                if ((x = ((AltResult)r).ex) != null) {
                    completeThrowable(x, r);
                    break tryComplete;
                }
                r = null;
            }
            try {
                if (c != null && !c.claim()) //判断当前任务是否可以执行
                    return false;
                @SuppressWarnings("unchecked") S s = (S) r;   //获取任务结果
                f.accept(s);    //执行Comsumer
                completeNull();
            } catch (Throwable ex) {
                completeThrowable(ex);
            }
        }
        return true;
    }

这里有一个很巧妙的地方，就是uniAccept的入参中，CompletableFuture a表示的是源任务，UniAccept c中报装有依赖的任务，这点需要清除。

pushStack

	final void pushStack(Completion c) {
        do {} while (!tryPushStack(c));      //使用CAS自旋方式压入栈，避免了加锁竞争
    }

	final boolean tryPushStack(Completion c) {
        Completion h = stack;         
        lazySetNext(c, h);   //将当前stack设置为c的next
        return UNSAFE.compareAndSwapObject(this, STACK, h, c); //尝试把当前栈（h）更新为新值（c）
    }

	static void lazySetNext(Completion c, Completion next) {
        UNSAFE.putOrderedObject(c, NEXT, next);
    }

光分析源码也没法深入理解其代码原理，下面结合一段示例代码来对代码原理进行分析。

	@Test
    public void thenApply() throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

        CompletableFuture cf = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                 //休眠200秒
                Thread.sleep(200000);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("supplyAsync " + Thread.currentThread().getName());
            return "hello ";
        },executorService).thenAccept(s -> {
            try {
                thenApply_test(s + "world");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        while (true) {
            if (cf.isDone()) {
                System.out.println("CompletedFuture...isDown");
                break;
            }
        }  
    }

	/** 运行结果：
     main
     supplyAsync pool-1-thread-1
     thenApply_test hello world
     thenApply_test pool-1-thread-1
     CompletedFuture...isDown
     */

这段示例代码所做的事情就是supplyAsync(Supplier supplier)休眠200秒之后，返回一个字符串，thenAccept(Consumer<? super T> action)等到任务完成之后接收这个字符串，并且调用thenApply_test()方法，随后输出 hello world。
代码中让线程休眠200秒是为了方便观察CompletableFuture的传递过程。

下面就描述下程序的整个运作流程。
① 主线程调用CompletableFuture的supplyAsync()方法，传入Supplier和Executor。在supplyAsync()中又继续调用CompletableFuture的asyncSupplyStage(Executor, Supplier)方法。
在这里插入图片描述
来到asyncSupplyStage()方法中，调用指定的线程池，并执行execute(new AsyncSupply(d,f))，这里d就是我们的“源任务”，接下来thenApply()要依赖着这个源任务进行后续逻辑操作，f就是Supplier的函数式编程。

AsyncSupply实现了Runnable的run()方法，核心逻辑就在run()方法里。在run()方法里，先判断d.result == null，判断该任务是否已经完成，防止并发情况下其他线程完成此任务了。f.get()就是调用的Supplier的函数式编程，这里会休眠200秒，所以executor线程池开启的线程会在这里阻塞200秒。

② 虽然executor线程池线程阻塞了，但是main线程任然会继续执行接下来的代码。
在这里插入图片描述
main线程会在asyncSupplyStage()方法中返回d，就是我们的“依赖任务”，而这个任务此时还处在阻塞中。接下来main线程会继续执行CompletableFuture的thenAccept(Comsumer<? super T> action)方法，然后调用CompletableFuture的uniAcceptStage()方法。
在这里插入图片描述
在uniAcceptStage()方法中，会将“依赖任务”、“源任务”、线程池以及Comsumer报装程一个UniAccept对象，然后调用push()压入stack的栈顶中。随后调用UniAccept的tryFire()方法。

其中的CompletableFuture的uniAccept()方法会判断任务是否完成，判断依据是a.result 是否为空，这里的a就是之前传入的“源任务”，等到“源任务”阻塞200秒过后，就会完成任务，并将字符串存入到 result中。
在这里插入图片描述
判断到“源任务”完成之后，就会调用接下来的逻辑。s拿到的值就是“源”任务返回的字符串，并且传入到了Comsumer.accept()方法中。然而“源任务”还在阻塞中，main线程会跳出uniAccept()，继续执行接下来的逻辑。接下来就是输出当前线程的名字，然后调用while(true)，结束条件为CompletableFuture.isDone()，当任务完成时则结束while(true)循环。

③ 回到“源任务”，虽然main线程已经结束了整个生命周期，但是executor线程池的线程任然阻塞着的，休眠了200秒之后，继续执行任务。
在这里插入图片描述
然后来到了postComplete()方法。这个方法在前面已经介绍到了，它是CompletableFuture的核心方法之一，做了许多事情。最重要的一件事情就是触发其他依赖任务，接下来调用的方法依次为：UniAccept.tryFire(mode) ——> CompletableFuture.uniAccept(…) ——> Comsumer.accept(s) ——> 输出“hello world”，并输出当前调用线程的线程名。因这个调用链已经在②中介绍过了，所以就不再详细介绍其运作逻辑。

小结： 通过这个小示例，终于理解到了“源任务”和“依赖任务”之间的调用关系，以及CompletableFuture的基本运作原理。然而CompletableFuture还有其他的方法需要去深入分析，由于篇幅所限就不再赘述，感兴趣的读者可以以debug的模式去一点一点分析CompletableFuture其他方法的底层原理。这里不得不说Java并发包作者Doug Lea大神真的太厉害了，阅读他的源码之后，可以发现他写的代码不能以技术来形容，而应该使用“艺术”来形容。

总结

CompletableFuture底层由于借助了魔法类Unsafe的相关CAS方法，除了get或join结果之外，其他方法都实现了无锁操作。
CompletableFuture实现了CompletionStage接口，因而具备了链式调用的能力，CompletionStage提供了either、apply、run以及then等相关方法，使得CompletableFuture可以使用各种应用场景。
CompletableFuture中有“源任务”和“依赖任务”，“源任务”的完成能够触发“依赖任务”的执行，这里的完成可以是返回正常结果或者是异常。
CompletableFuture默认使用ForkJoinPool，也可以使用指定线程池来执行任务。

文中的测试用例都在下列源码的JdkLearn模块的test目录下。

本篇博文以及测试源码已存放到以下GITHUB中：https://github.com/coderbruis/JavaSourceCodeLearning

参考文档：

《JDK8官方文档》
《Java魔法类：Unsafe应用解析》

最后

以上就是朴实枕头为你收集整理的深入解读CompletableFuture源码与原理的全部内容，希望文章能够帮你解决深入解读CompletableFuture源码与原理所遇到的程序开发问题。

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本图文内容来源于网友提供，作为学习参考使用，或来自网络收集整理，版权属于原作者所有。

本文分类：《JDK源码》
浏览次数：71 次浏览
发布日期：2023-10-21 16:40:20
本文链接：https://www.kaopuke.com/article/k-p-k_13_u_23_o_22_fx_13__7__2_4.html

深入解读CompletableFuture源码与原理

概述

1 前言

2 正文

2.1 JDK官方文档解释

2.2 使用下CompletableFuture的API

2.3 源码分析

Completion

CompletionStage

总结

最后

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深入解读CompletableFuture源码与原理

概述

1 前言

2 正文

2.1 JDK官方文档解释

2.2 使用下CompletableFuture的API

2.3 源码分析

Completion

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总结

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