Java 12和Java 13：新增的CompletableFuture特性

# 1. 简介

## 1.1 Java 12和Java 13的发布背景

Java 12和Java 13是Java编程语言的两个主要版本发布。它们带来了许多新功能和改进，其中包括对CompletableFuture的增强。CompletableFuture是Java中一种强大的异步编程工具，用于执行异步任务和处理异步计算的结果。

## 1.2 CompletableFuture简介

CompletableFuture是Java 8中引入的一个类，用于执行异步任务并处理其结果。它提供了一种简单而强大的方式，通过将任务分解成多个阶段，并指定各阶段之间的依赖关系，来处理异步任务。

CompletableFuture类提供了一系列的方法，使得我们可以更加灵活地处理异步任务。它支持链式调用和组合操作，使我们能够以一种清晰且简洁的方式编写异步代码。

下面，我们将详细介绍Java 12和Java 13中新增的CompletableFuture特性，并提供使用示例来说明其用法和优势。

# 2. Java 12新增的CompletableFuture特性

Java 12在CompletableFuture上引入了一些新特性，使其更加强大和易于使用。下面将详细介绍Java 12中新增的CompletableFuture特性。

### 2.1 新增的异步方法

Java 12为CompletableFuture添加了一些新的异步方法，使得异步编程更加方便。其中最重要的一个新增方法是`CompletableFuture::completeAsync`。该方法可以以指定的线程池执行指定的异步任务，并返回一个新的CompletableFuture对象。下面是一个示例：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> asyncFuture = future.completeAsync(() -> {
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "Async World";
});

System.out.println(asyncFuture.get()); // Output: Async World

在上面的示例中，我们使用`supplyAsync`方法创建了一个CompletableFuture对象，并在其基础上调用了`completeAsync`方法，在指定的线程池中执行一个异步任务，该任务在1秒后返回"Async World"。最后，我们通过`get`方法获取异步任务的结果并打印。

### 2.2 新增的超时处理

Java 12为CompletableFuture添加了一个非常实用的特性：超时处理。通过使用`orTimeout`方法，我们可以设置一个超时时间，在指定的时间内如果没有完成，则会抛出`TimeoutException`。下面是一个简单的示例：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
        Thread.sleep(5000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "Hello";
});

try {
    String result = future.orTimeout(3000, TimeUnit.MILLISECONDS).get();
    System.out.println(result);
} catch (ExecutionException | TimeoutException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上述示例中，我们设置了一个超时时间为3秒，并使用`orTimeout`方法对CompletableFuture对象进行处理。如果在超时时间内异步任务还没有完成，将会抛出`TimeoutException`。

### 2.3 新增的合并和组合操作

在Java 12中，CompletableFuture添加了一些新的方法实现合并和组合操作。这些方法包括：

- `thenCombine`：将两个CompletableFuture的结果结合起来，返回一个新的CompletableFuture对象。
- `thenCompose`：将一个CompletableFuture的结果传递给下一个CompletableFuture，实现组合操作。
- `thenCombineAsync`和`thenComposeAsync`：异步地进行合并和组合操作。

下面是一个使用`thenCombine`方法进行合并操作的示例：

CompletableFuture<String> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "Hello");
CompletableFuture<String> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "World");

CompletableFuture<String> combinedFuture = future1.thenCombine(future2, (s1, s2) -> s1 + " " + s2);

System.out.println(combinedFuture.get()); // Output: Hello World

在以上示例中，我们创建了两个CompletableFuture对象并使用`thenCombine`方法实现合并操作，将两个对象的结果拼接成"Hello World"。

### 2.4 新增的异常处理方法

Java 12为CompletableFuture添加了一些新的方法来处理异常。其中最重要的是`completeOnTimeout`和`failedFuture`方法。

`completeOnTimeout`方法可以在指定的时间内等待CompletableFuture的结果，如果在超时时间内没有结果，则返回指定的默认值。下面是一个示例：

CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();

future.completeOnTimeout("Default Value", 2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

try {
    String result = future.get();
    System.out.println(result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}

在上述示例中，我们通过`completeOnTimeout`方法设置一个超时时间为2秒，并指定一个默认值。如果在2秒内异步任务还没有完成，将返回默认值。

`failedFuture`方法可以创建一个已经完成且带有指定异常的CompletableFuture对象。下面是一个示例：

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.failedFuture(new RuntimeException("Oops!"));

try {
    String result = future.get();
    System.out.println(result); // This line won't be executed
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    e.printStackTrace(); // Output: java.lang.RuntimeException: Oops!
}

在以上示例中，我们通过`failedFuture`方法创建了一个已经完成的CompletableFuture对象，该对象带有一个指定的运行时异常。

这些是Java 12新增的CompletableFuture特性，它们使得CompletableFuture更加强大和易于使用。接下来，我们将介绍Java 13中新增的CompletableFuture特性。

# 3. Java 13新增的CompletableFuture特性

Java 13在CompletableFuture类中引入了一些新的特性，使得它在处理异步操作和多个CompletableFuture之间的协调更加灵活和方便。

#### 3.1 新增的等待和处理多个CompletableFuture

Java 13引入了一个新的方法`CompletableFuture.allOf(CompletableFuture<?>... cfs)`，用于等待并处理多个CompletableFuture的完成状态。该方法会返回一个新的CompletableFuture，该CompletableFuture的完成状态与输入CompletableFuture的完成状态相关联。

下面是一个示例，展示了如何使用`allOf()`方法等待并处理多个CompletableFuture的完成状态：

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<String> f