1. 概述
在本文中，我们将探讨CompletableFuture.allOf()方法的细节，并了解使用它与在多个单独的CompletableFuture实例上调用join()之间的区别。我们会发现allOf()使我们能够以非阻塞的方式继续我们的流程，同时还确保原子性。
2. join()与allOf()
CompletableFuture是Java 8中引入的一个强大功能，可促进和简化非阻塞代码的创建。在本文中，我们将重点介绍两种支持并行代码执行的方法：join()和allOf()。
我们首先分析这两种方法的内部工作原理。接下来，我们将深入研究他们实现共同目标、并行执行代码以及随后合并结果的不同方法。对于本文的代码片段，我们将使用两个辅助函数，它们会阻塞线程一段时间，然后返回一些数据或引发异常：
private CompletableFuture waitAndReturn(long millis, String value) {
return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(millis);
return value;
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
});
}
private CompletableFuture waitAndThrow(long millis) {
return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
try {
Thread.sleep(millis);
} finally {
throw new RuntimeException();
}
});
}
2.1 join()
CompletableFuture API公开join()方法，作为通过阻塞线程直到执行完成来检索Future对象值的一种方式。我们应该注意到，即使CompletableFuture的执行发生在不同的线程上，调用者线程也会被阻塞：
CompletableFuture<String> future = waitAndReturn(1_000, "Harry");
assertEquals("Harry", future.join());
此外，如果CompletableFuture完成时出现错误，join()会将其作为RuntimeException抛出：
CompletableFuture<String> futureError = waitAndThrow(1_000);
assertThrows(RuntimeException.class, futureError::join);
2.2 allOf()
静态方法allOff()允许我们组合多个CompletableFuture实例并返回一个CompletableFuture<Void>，结果对象的完成取决于所有后续Future的完成。而且，如果后续Future中任何一个异常完成，则整体结果也将被视为失败。重要的是要了解allOf()不是阻塞方法，这意味着它将立即执行：
CompletableFuture<String> f1 = waitAndReturn(1_000, "Harry");
CompletableFuture<String> f2 = waitAndReturn(2_000, "Ron");
CompletableFuture<Void> combinedFutures = CompletableFuture.allOf(f1, f2);
但是，为了提取值，我们需要调用API的其他方法。例如，如果我们对生成的CompletableFuture<Void>调用join()，线程将等待两个组合CompletableFuture对象完成-每个对象都在自己的线程中。换句话说，调用者线程将被阻塞的时间与长Future完成所需的时间相同：
combinedFutures.join();
由于主线程已经等待了两秒，因此f1和f2现已完成，后续的join()或get()等调用将立即执行：
assertEquals("Harry", f1.join());
assertEquals("Ron", f2.join());
2.3 并行执行代码
从前面的示例中我们可以注意到，我们可以并行执行CompletableFutures并只需对每个结果调用join()即可组合结果：
CompletableFuture<String> f1 = waitAndReturn(1_000, "Harry");
CompletableFuture<String> f2 = waitAndReturn(2_000, "Ron");
sayHello(f1.join());
sayHello(f2.join());
或者通过迭代CompletableFuture的Collection或Stream，对它们中的每一个调用join()并消费它们的结果：
Stream.of(f1, f2).map(CompletableFuture::join).forEach(this::sayHello);
现在的问题是在迭代和拼接所有CompletableFuture之前使用静态allOf()方法是否会对最终结果产生任何影响：
CompletableFuture.allOf(f1, f2).join();
Stream.of(f1, f2).map(CompletableFututre::join).forEach(this::sayHello);
这两种方法之间有两个显著区别：错误处理和以非阻塞方式进行的能力。让我们深入研究它们并了解它们的特殊性。
3. 错误处理
两种方法之间的主要区别之一是，如果我们省略调用allOf，我们将按顺序处理CompletableFuture的结果。因此，我们最终可以对值进行部分处理。
换句话说，如果其中一个CompletableFuture抛出异常，它将破坏链并停止处理。在某些情况下，这可能会导致错误，因为前面的元素已经处理过：
CompletableFuture<String> f1 = waitAndReturn(1_000, "Harry");
CompletableFuture<String> f2 = waitAndThrow(1_000);
CompletableFuture<String> f3 = waitAndReturn(1_000, "Ron");
Stream.of(f1, f2, f3)
.map(CompletableFuture::join)
.forEach(this::sayHello);
另一方面，我们可以使用allOf()组合三个实例，然后调用join()方法来实现某种原子性。通过这样做，我们要么立即处理所有元素，要么不处理任何元素：
CompletableFuture.allOf(f1, f2, f3).join();
Stream.of(f1, f2, f3)
.map(CompletableFuture::join)
.forEach(this::sayHello);
4. 非阻塞代码
allOf()的优点之一是它允许我们以非阻塞的方式继续我们的流程。由于返回类型是CompletableFuture<Void>，我们可以使用thenAccept()在数据到达时处理数据，而不会阻塞线程：
CompletableFuture.allOf(f1, f2, f3)
.thenAccept(__ -> sayHelloToAll(f1.join(), f2.join(), f3.join()));
类似地，如果我们需要合并来自不同Future的数据，我们可以使用thenApply()方法。例如，我们可以拼接三个future的值，并使用结果字符串继续非阻塞流程：
CompletableFuture<String> names = CompletableFuture.allOf(f1, f2, f3)
.thenApply(__ -> f1.join() + "," + f2.join() + "," + f3.join());
此外，如果我们不离开异步世界并继续CompletableFuture链，我们将能够利用它自己的机制进行错误处理和恢复，即exceptionally()方法。例如，如果其中一个CompletableFuture完成时出现异常，我们可以简单地记录它并使用默认值继续流程：
CompletableFuture<String> names = CompletableFuture.allOf(f1, f2, f3)
.thenApply(__ -> f1.join() + "," + f2.join() + "," + f3.join())
.exceptionally(err -> {
System.out.println("oops, there was a problem! " + err.getMessage());
return "names not found!";
});
5. 总结
在本文中，我们学习了如何使用CompletableFuture的join()进行并行代码执行，同时无缝合并结果。我们还揭示了allOf()的优点，join()允许我们以原子方式处理数据。换句话说，只有当所有组成的CompletableFuture对象都成功完成时，流程才会继续。
最后，我们发现我们可以使用allOf()并省略调用join()。这将使我们能够使用多个CompletableFuture的结果，同时继续非阻塞流程。我们通过API的其他有用方法实现了这一点，例如thenApply()、theAccept()和exceptionally()。
与往常一样，示例代码可以在GitHub上找到。
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