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Java中 Future 接口的主要实现类对比

以下是 Future 接口的常见实现类及其核心特性的对比，结合代码示例和使用场景分析：

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1. FutureTask

• 角色：Future 接口的基础实现类，实现了 Runnable 接口，可直接作为任务执行。
• 适用场景：需要手动控制任务执行流程（如自定义线程或直接启动线程）。
• 核心特点：
  • 可直接执行：通过 new Thread(new FutureTask(...)).start() 启动。
  • 支持 Callable 或 Runnable：可通过构造函数包装 Callable 或 Runnable 任务。
  • 轻量级：适合简单异步任务。

2. CompletableFuture

• 角色：Java 8 引入的高级异步编程工具，功能远超 FutureTask。
• 适用场景：复杂异步流程（如任务链、并行任务、结果组合）。
• 核心特点：
  • 链式调用：通过 thenApply, thenCompose, thenAccept 等方法组合任务。
  • 多任务管理：支持 thenCombine, thenApplyToEither 等操作。
  • 异常处理：提供 exceptionally 方法捕获错误。
  • 与 Executor 结合：可指定线程池执行任务。

3. 其他实现类

• AbstractQueuedLongSynchronizer（间接相关）：底层实现 Future 的同步机制，但不直接面向用户。
• 第三方库扩展：如 Guava 的 ListenableFuture（支持回调），但属于非标准实现。

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关键对比表格

特性	FutureTask	CompletableFuture
功能范围	基础异步任务执行与结果获取	高级异步流程控制（链式操作、并行任务等）
任务执行方式	需手动提交到线程池或直接启动线程	可隐式或显式提交到线程池（如 supplyAsync）
任务组合能力	无	支持多任务组合（如 thenCombine, allOf）
回调支持	无	通过 thenApply, whenComplete 等方法实现
异常处理	通过 get() 抛出 ExecutionException	可捕获异常并处理（如 exceptionally）
线程管理	需自行管理线程	可与 Executor 结合，灵活控制线程资源

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代码示例对比

场景 1：基础异步任务

// 使用 FutureTask
FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(() -> {Thread.sleep(1000);return 42;
});
new Thread(task).start();
System.out.println(task.get()); // 阻塞等待结果// 使用 CompletableFuture
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {Thread.sleep(1000);return 42;
});
future.thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result));

场景 2：任务链与异常处理

// CompletableFuture 支持链式调用和异常处理
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {// 可能抛出异常的耗时操作if (Math.random() > 0.5) throw new RuntimeException("Error");return 100;
}).exceptionally(ex -> {System.out.println("Error: " + ex.getMessage());return 0; // 返回默认值
}).thenApply(v -> v * 2);future.thenAccept(System.out::println);

场景 3：并行任务组合

// 使用 CompletableFuture 组合多个任务
CompletableFuture<Integer> task1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {Thread.sleep(500);return 10;
});
CompletableFuture<Integer> task2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {Thread.sleep(300);return 20;
});// 等待所有任务完成并求和
CompletableFuture<Integer> combined = CompletableFuture.allOf(task1, task2).thenApply(v -> task1.join() + task2.join());System.out.println(combined.join()); // 输出 30

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选择建议

需求	推荐实现类
简单异步任务，手动控制线程	FutureTask
复杂异步流程（链式操作、并行任务）	CompletableFuture
需要回调或第三方库扩展	ListenableFuture（Guava）

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注意事项

1. 避免阻塞主线程：Future.get() 会阻塞当前线程，需在单独线程中调用。
2. 线程池配置：CompletableFuture 默认使用 ForkJoinPool.commonPool()，需根据需求自定义线程池。
3. 异常处理：CompletableFuture 的 get() 仍可能抛出异常，需结合 exceptionally 处理。

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总结

• FutureTask 是基础实现，适合简单场景。
• CompletableFuture 是 Java 8 引入的核心异步工具，功能强大，推荐用于复杂异步需求。
• 根据具体场景选择实现类，避免过度复杂化简单任务。