【Java异步编程】CompletableFuture实现：异步任务的合并执行

如果某个任务同时依赖另外两个异步任务的执行结果，就需要对另外两个异步任务进行合并。以泡茶喝为例，​“泡茶喝”任务需要对“烧水”任务与“清洗”任务进行合并。

对两个异步任务的合并可以通过CompletionStage接口的thenCombine()、runAfterBoth()、thenAcceptBoth()三个方法来实现。

一. 合并两个异步任务的结果

1. thenCombine()：组合两个异步任务的结果

thenCombine() 方法允许我们同时处理两个异步任务的结果。当这两个任务都完成时，它会执行一个 BiFunction，将两个任务的结果组合起来，并返回一个新的 CompletableFuture，该 CompletableFuture 包含组合后的结果。

使用场景：当你有两个异步任务，且需要同时使用它们的结果来进行某些操作时，thenCombine() 非常适合。

示例代码：

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 2);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 3);

future1.thenCombine(future2, (result1, result2) -> result1 + result2)
       .thenAccept(result -> System.out.println(result));  // 输出 5

**分析**：

- `future1` 和 `future2` 是两个异步任务，分别返回 `2` 和 `3`。
- `thenCombine()` 会将这两个结果相加，并返回 `5`。
- `thenAccept()` 最终打印出 `5`。

例子2：

@Test  
public void thenCombineDemo() throws Exception {  
    CompletableFuture<Integer> future1 =  
            CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {  
                @Override  
                public Integer get() {  
                    Integer firstStep = 10 + 10;  
                    Print.tco("firstStep outcome is " + firstStep);  
                    return firstStep;  
                }  
            });  
  
    CompletableFuture<Integer> future2 =  
            CompletableFuture.supplyAsync(new Supplier<Integer>() {  
                @Override  
                public Integer get() {  
                    Integer secondStep = 10 + 10;  
                    Print.tco("secondStep outcome is " + secondStep);  
                    return secondStep;  
                }  
            });  
  
    CompletableFuture<Integer> future3 = future1.thenCombine(future2,  
            new BiFunction<Integer, Integer, Integer>() {  
                @Override  
                public Integer apply(Integer step1OutCome, Integer step2OutCome) {  
                    return step1OutCome * step2OutCome;  
                }  
            });  
  
    Integer result = future3.get();  
    Print.tco(" outcome is " + result);  
}

2. runAfterBoth()：在两个任务完成后执行无返回值操作

runAfterBoth() 方法会在两个异步任务都完成后执行一个没有返回值的操作。与 thenCombine() 不同，它不关心这两个任务的结果，而是专注于在它们都完成后做某些操作（比如记录日志、更新状态等）。

使用场景：
当你希望在两个异步任务都完成后执行某些副作用操作，但不关心它们的计算结果时，runAfterBoth() 是最理想的选择。

示例代码：

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 2);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 3);

future1.runAfterBoth(future2, () -> System.out.println("Both tasks completed"));  // 输出 "Both tasks completed"


**分析**：

- `runAfterBoth()` 会在 `future1` 和 `future2` 都完成后执行，无返回值的操作，这里是打印出 "Both tasks completed"。
- 重要的是，它不会使用 `future1` 和 `future2` 的结果，而仅在它们都完成时执行某个动作。

3. thenAcceptBoth()：消费两个任务的结果

thenAcceptBoth() 方法会在两个异步任务都完成后，执行一个 BiConsumer，将这两个任务的结果作为参数传递给消费操作。它适用于在多个任务完成后需要处理这些结果的场景。

使用场景：

当你希望在两个任务都完成时，同时处理它们的结果，但不需要返回任何新的结果时，thenAcceptBoth() 非常适用。

示例代码：

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 2);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 3);

future1.thenAcceptBoth(future2, (result1, result2) -> 
    System.out.println("Result1: " + result1 + ", Result2: " + result2));
// 输出 "Result1: 2, Result2: 3"



**分析**：
- `thenAcceptBoth()` 会在 `future1` 和 `future2` 都完成后，执行 `BiConsumer`，并将两个任务的结果传入。
- 这里，我们打印出 `Result1: 2` 和 `Result2: 3`，显示了两个任务的计算结果。

二. allOf()：等待所有任务完成

allOf() 方法接受多个 CompletableFuture 作为参数，并返回一个新的 CompletableFuture<Void>，该 CompletableFuture 在所有输入的任务都完成时才完成。它通常用于等待多个异步任务全部完成，并且不关心它们的结果。

使用场景：

当你有多个异步任务，并且你希望在它们都完成时继续执行某些操作，而不需要关心每个任务的结果时，可以使用 allOf()。这是一个非常常用的场景，特别是在执行多个独立的异步任务时。

示例代码：

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 2);
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 3);
CompletableFuture<Integer> future3 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> 4);

CompletableFuture<Void> allOf = CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3);

allOf.thenRun(() -> System.out.println("All tasks are completed"));  // 输出 "All tasks are completed"


**分析**：

- `allOf()` 会等待 `future1`、`future2` 和 `future3` 全部完成。
- `thenRun()` 会在所有任务完成后执行，并输出 "All tasks are completed"。
- 需要注意的是，`allOf()` 返回的 `CompletableFuture<Void>` 不关心每个任务的计算结果，只关注所有任务是否完成。

thenRun用于在当前 CompletableFuture 完成后执行一个 没有返回值 的操作。它的作用类似于回调机制，但不同于常规的回调函数，thenRun() 不接受任务的结果作为输入，它只是执行一个副作用操作（例如打印日志、更新状态等）。

例子2：

@Test  
public void allOfDemo() throws Exception {  
    CompletableFuture<Void> future1 =  
            CompletableFuture.runAsync(() -> Print.tco("模拟异步任务1"));  
  
    CompletableFuture<Void> future2 =  
            CompletableFuture.runAsync(() -> Print.tco("模拟异步任务2"));  
    CompletableFuture<Void> future3 =  
            CompletableFuture.runAsync(() -> Print.tco("模拟异步任务3"));  
    CompletableFuture<Void> future4 =  
            CompletableFuture.runAsync(() -> Print.tco("模拟异步任务4"));  
  
    CompletableFuture<Void> all =  
            CompletableFuture.allOf(future1, future2, future3, future4);  
    all.join();  
}

join() 方法与 get() 类似，但是它不会抛出 InterruptedException 或 ExecutionException。相反，如果任务失败，join() 会抛出 CompletionException，这意味
着我们需要通过 join() 等待所有任务完成，并且如果有任务失败，CompletionException 会包装抛出异常。