java8 CompletableFuture 与 es6 Promise 对比分析
Java8的CompletableFuture与ES6的Promise对比分析显示:两者都实现了Future模式,但CompletableFuture(2014)借鉴了Promise(2007)思想并扩展了更丰富的API。核心差异在于CompletableFuture提供更细粒度的控制(手动完成、取消、指定线程池)和组合操作,而Promise则与async/await语法深度集成。Completa
java8 CompletableFuture 与 es6 Promise 对比分析
1. 时间线和借鉴关系
时间线
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JavaScript Promise:最早出现在 2007 年(Dojo 框架),2015 年成为 ES6 标准
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Java CompletableFuture:2014 年随 Java 8 引入
借鉴关系
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CompletableFuture 借鉴了 Promise 的核心思想,但扩展了更多功能:
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两者都实现了 Future 模式
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都支持链式调用和组合操作
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CompletableFuture 从 JavaScript Promise(以及 Scala、C# 等语言)中汲取了设计灵感
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但 CompletableFuture 提供了更丰富的 API,更像是一个"Promise on steroids"
2. 核心 API 对比
| 功能分类 | CompletableFuture (Java) | Promise (ES6+) | 备注 |
|---|---|---|---|
| 创建 | supplyAsync(), runAsync(), completedFuture() | new Promise(), Promise.resolve(), Promise.reject() | |
| 转换 | thenApply(), thenAccept(), thenRun() | then() | CompletableFuture 更细粒度 |
| 组合 | thenCompose(), thenCombine(), acceptEither() | then() 链式调用 | CompletableFuture 更丰富 |
| 多任务组合 | allOf(), anyOf() | all(), race(), allSettled(), any() | ES2021 新增 any() |
| 异常处理 | exceptionally(), handle(), whenComplete() | catch(), finally() | CompletableFuture 更灵活 |
| 完成控制 | complete(), completeExceptionally(), obtrudeValue() | 只能在 executor 中 resolve/reject | CompletableFuture 可外部完成 |
| 超时控制 | orTimeout(), completeOnTimeout() (Java 9+) | 需要自己实现或使用 Promise.race | CompletableFuture 内置支持 |
| 结果依赖 | thenApplyAsync(), thenComposeAsync() 等带 Async 的方法 | then() 自动异步 | CompletableFuture 可指定线程池 |
| 获取结果 | get(), join(), getNow() | await (async/await) | |
| 取消操作 | cancel() | 无内置取消机制 | |
| 延迟执行 | 需要手动实现 | new Promise() 立即执行 | |
| 进度报告 | 无内置支持 | 无内置支持 | 都需要自己实现 |
- 创建异步任务
// CompletableFuture
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> "result");
CompletableFuture<Void> future2 = CompletableFuture.runAsync(() -> {});
// 手动控制完成
CompletableFuture<String> future3 = new CompletableFuture<>();
future3.complete("result");
future3.completeExceptionally(new Exception());
// Promise
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
// 异步操作
resolve("result");
// 或 reject(new Error())
});
- 转换和组合
// CompletableFuture
future.thenApply(result -> result + " transformed")
.thenAccept(System.out::println)
.thenRun(() -> System.out.println("Done"));
// 组合多个Future
CompletableFuture.allOf(future1, future2);
CompletableFuture.anyOf(future1, future2);
// Promise
promise.then(result => result + " transformed")
.then(console.log)
.then(() => console.log("Done"));
// 组合多个Promise
Promise.all([promise1, promise2]);
Promise.race([promise1, promise2]); // 类似 anyOf
Promise.allSettled([promise1, promise2]);
- 异常处理
// CompletableFuture
future.exceptionally(ex -> "fallback")
.handle((result, ex) -> {
// 同时处理结果和异常
return ex != null ? "error" : result;
})
.whenComplete((result, ex) -> {
// 清理操作,类似 finally
});
// Promise
promise.catch(error => "fallback")
.finally(() => {
// 清理操作
});
// 没有直接的 handle 方法,需要自己包装
3. 特色功能对比
CompletableFuture 特有功能
// 1. 手动完成(从外部完成Future)
CompletableFuture<String> future = new CompletableFuture<>();
new Thread(() -> {
// 某个条件达成后
future.complete("done");
}).start();
// 2. 依赖多个Future的结果
future1.thenCombine(future2, (r1, r2) -> r1 + r2);
future1.thenAcceptBoth(future2, (r1, r2) -> System.out.println(r1 + r2));
// 3. 竞争第一个完成的(但处理所有结果)
future1.applyToEither(future2, result -> result);
// 4. 超时控制(Java 9+)
future.orTimeout(1, TimeUnit.SECONDS);
future.completeOnTimeout("default", 1, TimeUnit.SECONDS);
// 5. 指定执行线程池
future.thenApplyAsync(transformation, customExecutor);
Promise 特有功能
// 1. async/await 语法糖(ES2017+)
async function fetchData() {
try {
const result = await promise;
console.log(result);
} catch (error) {
console.error(error);
}
}
// 2. Promise.allSettled() (ES2020)
// 等待所有Promise完成,无论成功失败
Promise.allSettled([promise1, promise2])
.then(results => {
results.forEach(result => {
if (result.status === 'fulfilled') {
console.log('成功:', result.value);
} else {
console.log('失败:', result.reason);
}
});
});
// 3. 微任务队列
// Promise回调在微任务队列执行,优先级高于宏任务
4. 设计哲学差异
CompletableFuture 特点:
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功能丰富:提供了大量的组合方法
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显式控制:可以手动完成、取消、指定执行器
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同步点:提供了 get()、join() 等阻塞方法
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集成并发工具:与 Java 的 Executor 框架深度集成
Promise 特点:
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简单一致:API 相对简单,核心是 then/catch/finally
-
不可取消:一旦创建,无法从外部取消
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微任务调度:基于事件循环,回调在微任务队列执行
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语言级集成:与 async/await 语法深度集成
5. 使用场景建议
使用 CompletableFuture 当:
// 需要复杂组合逻辑
CompletableFuture<List<String>> result =
CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchUsers())
.thenCompose(users ->
CompletableFuture.supplyAsync(() -> processUsers(users))
)
.exceptionally(ex -> fallbackList());
// 需要手动控制完成
CompletableFuture<Data> cacheFuture = new CompletableFuture<>();
if (cache.hasData()) {
cacheFuture.complete(cache.getData());
} else {
loadDataAsync().thenAccept(data -> {
cache.setData(data);
cacheFuture.complete(data);
});
}
// 需要超时控制
future.orTimeout(5, TimeUnit.SECONDS)
.exceptionally(ex -> defaultData());
使用 Promise 当:
// 简单异步流程
fetch(url)
.then(response => response.json())
.then(data => process(data))
.catch(error => handleError(error))
.finally(() => cleanup());
// 使用 async/await 简化
async function processUser(userId) {
try {
const user = await fetchUser(userId);
const orders = await fetchOrders(user.id);
return { user, orders };
} catch (error) {
console.error(error);
return null;
}
}
// 并行处理多个异步任务
const [user, products] = await Promise.all([
fetchUser(),
fetchProducts()
]);
6. 总结
相同点:
-
都实现了 Future/Promise 模式
-
都支持链式调用和组合
-
都用于解决回调地狱问题
主要差异:
| 维度 | CompletableFuture | Promise |
|---|---|---|
| 设计理念 | 功能全面,适合复杂业务逻辑 | 简单一致,适合Web异步编程 |
| 完成控制 | 可以从外部手动完成 | 只能在executor内部完成 |
| 取消机制 | 支持取消 | 不支持 |
| 线程控制 | 可以指定执行器 | 由事件循环控制 |
| 语法集成 | 没有特殊语法糖 | 有 async/await 语法糖 |
| 多任务组合 | 方法更丰富(thenCombine等) | 提供静态方法(all/race等) |
发展趋势:
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Promise 影响了 CompletableFuture 的设计
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CompletableFuture 反过来又影响了后续的 JavaScript 提案(如取消机制的讨论)
-
两者都在各自生态中持续演进,吸收对方优点
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