CompletableFuture 实现原理

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个新的异步编程工具，它提供了一种方便的方式来处理异步操作。它的实现原理主要基于两个概念：Promise（承诺）和Callback（回调）。

首先，CompletableFuture 是一个可以被完成或者取消的 Future。它提供了一系列方法来对 Future 进行操作，比如获取结果、设置结果、执行回调等。

CompletableFuture 内部使用了一个状态机来管理其状态。它有以下几种状态：

- 等待状态（PENDING）：表示 CompletableFuture 正在等待结果。
- 完成状态（COMPLETED）：表示 CompletableFuture 已经完成，可以获取到结果。
- 异常状态（EXCEPTIONAL）：表示 CompletableFuture 发生了异常。

当我们调用 CompletableFuture 的方法时，会根据当前状态进行不同的处理：

- 如果 CompletableFuture 处于等待状态，那么方法会将回调函数添加到任务队列中，等待结果完成后执行。
- 如果 CompletableFuture 处于完成状态，那么方法会立即执行回调函数。
- 如果 CompletableFuture 处于异常状态，那么方法会抛出异常。

CompletableFuture 通过使用线程池来执行异步任务。任务可以通过 thenApply、thenAccept、thenRun 等方法来指定回调函数，也可以通过 supplyAsync、runAsync 等方法来提交任务。

在执行回调函数时，CompletableFuture 提供了一些方法来控制回调函数的执行顺序，比如 thenCompose、thenCombine 和 thenAcceptBoth 等。

总的来说，CompletableFuture 的实现原理基于 Promise 和 Callback，它通过状态机和线程池来管理异步任务的执行和结果的处理。这种设计使得异步编程变得简单、灵活且高效。