Java并发编程——CompletableFuture、Future和ForkJoinPool

在Java的并发编程中，CompletableFuture、Future和ForkJoinPool都是处理异步计算和任务分割的重要工具。下面我们将分别讨论这些工具及其用途。

Future 是 Java 并发包 java.util.concurrent 中的一个接口，它代表了一个异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法（如 isDone()），以等待计算的完成（如 get()），并可能获取计算的结果或者抛出计算过程中的异常。

然而，Future 的主要问题是它不提供对计算进度的监听，也不支持计算结果的链式调用。这意味着一旦你提交了一个任务并获取了一个 Future 对象，你就需要轮询这个对象来查看任务是否完成，或者阻塞直到任务完成。

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个类，它实现了 Future 和 CompletionStage 接口，为异步编程提供了更丰富的功能。它支持函数式编程，允许你链式地组合异步计算的结果，而且提供了对计算进度的监听能力。

CompletableFuture 的主要特性包括：

异步编程：你可以提交一个异步任务，并立即得到一个 CompletableFuture 对象。
链式调用：你可以使用 .thenApply(), .thenAccept(), .thenCompose() 等方法链式地处理异步计算的结果。
异常处理：你可以使用 .exceptionally() 方法来处理异步计算过程中抛出的异常。
结果合并：你可以使用 .thenCombine() 或 .thenAcceptBoth() 方法来合并两个 CompletableFuture 的结果。
进度监听：虽然 CompletableFuture 本身没有直接的进度监听机制，但你可以通过其他方式（如使用 AtomicInteger 作为进度计数器）来实现。

ForkJoinPool 是 Java 7 引入的一个线程池，它专门用于处理可以递归地拆分为更小任务的计算任务。它采用“工作窃取”算法，使得空闲的线程可以从其他线程的队列中“窃取”任务来执行，从而提高了线程的使用效率。

ForkJoinPool 的主要特性包括：

递归任务分割：你可以将一个大任务拆分为多个小任务，并将这些小任务提交给 ForkJoinPool 执行。这些小任务还可以进一步拆分为更小的任务。
工作窃取：当一个线程完成了它的所有任务时，它会尝试从其他线程的队列中“窃取”任务来执行。这有助于平衡负载，并减少线程的空闲时间。
结果合并：ForkJoinTask（ForkJoinPool 中执行的任务）的 join() 方法会返回任务的结果。你可以使用这个结果来合并子任务的结果。

需要注意的是，虽然 ForkJoinPool 对于可以递归地拆分为更小任务的计算任务非常有效，但它并不适合所有类型的并发任务。如果你的任务不能有效地进行拆分，或者你的任务之间存在复杂的依赖关系，那么使用 ForkJoinPool 可能并不是一个好的选择。