1. 引言
Java 9 对 CompletableFuture 类进行了一些重要改进。这些改进作为 JEP 266 的一部分引入，主要解决了自 JDK 8 引入以来的常见问题和建议，特别是增加了对延迟和超时的支持、优化了子类化能力并新增了若干实用方法。
从代码层面看，API 新增了 8 个实例方法和 5 个静态方法。根据 Open JDK 的统计，为实现这些功能，大约修改了 2400 行代码中的 1500 行。
2. 实例 API 新增方法
实例 API 新增了 8 个方法：
-
Executor defaultExecutor() -
CompletableFuture<U> newIncompleteFuture() -
CompletableFuture<T> copy() -
CompletionStage<T> minimalCompletionStage() -
CompletableFuture<T> completeAsync(Supplier<? extends T> supplier, Executor executor) -
CompletableFuture<T> completeAsync(Supplier<? extends T> supplier) -
CompletableFuture<T> orTimeout(long timeout, TimeUnit unit) -
CompletableFuture<T> completeOnTimeout(T value, long timeout, TimeUnit unit)
2.1 defaultExecutor() 方法
签名：Executor defaultExecutor()
返回未指定 Executor 的异步方法所使用的默认执行器。
new CompletableFuture().defaultExecutor()
子类可以重写此方法，返回一个至少包含一个独立线程的执行器。
2.2 newIncompleteFuture() 方法
签名：CompletableFuture<U> newIncompleteFuture()
newIncompleteFuture（又称"虚拟构造器"）用于获取同类型的新 CompletableFuture 实例。
new CompletableFuture().newIncompleteFuture()
在子类化 CompletableFuture 时特别有用，因为它被几乎所有返回新 CompletionStage 的方法内部使用，允许子类控制这些方法返回的子类型。
2.3 copy() 方法
签名：CompletableFuture<T> copy()
返回一个新的 CompletableFuture，其行为如下：
- 当原实例正常完成时，新实例也正常完成
- 当原实例因异常 X 异常完成时，新实例也以
CompletionException（X 作为原因）异常完成
new CompletableFuture().copy()
此方法可用于"防御性复制"，防止客户端直接完成操作，同时仍能在特定 CompletableFuture 实例上安排依赖操作。
2.4 minimalCompletionStage() 方法
签名：CompletionStage<T> minimalCompletionStage()
返回一个新的 CompletionStage，行为与 copy() 方法描述完全相同，但新实例在尝试获取或设置解析值时会抛出 UnsupportedOperationException。
new CompletableFuture().minimalCompletionStage()
可通过 CompletionStage API 的 toCompletableFuture() 方法获取包含所有方法的完整 CompletableFuture。
2.5 completeAsync() 方法
completeAsync 方法用于使用提供的 Supplier 给定的值异步完成 CompletableFuture。
签名：
CompletableFuture<T> completeAsync(Supplier<? extends T> supplier, Executor executor)
CompletableFuture<T> completeAsync(Supplier<? extends T> supplier)
两个重载方法的区别在于第二个参数（指定运行任务的 Executor）。未提供时将使用默认执行器（由 defaultExecutor() 返回）。
2.6 orTimeout() 方法
签名：CompletableFuture<T> orTimeout(long timeout, TimeUnit unit)
new CompletableFuture().orTimeout(1, TimeUnit.SECONDS)
若未在指定超时前完成，则以 TimeoutException 异常完成 CompletableFuture。
2.7 completeOnTimeout() 方法
签名：CompletableFuture<T> completeOnTimeout(T value, long timeout, TimeUnit unit)
new CompletableFuture().completeOnTimeout(value, 1, TimeUnit.SECONDS)
若未在指定超时前完成，则以给定值正常完成 CompletableFuture。
3. 静态 API 新增方法
新增了几个实用方法：
-
Executor delayedExecutor(long delay, TimeUnit unit, Executor executor) -
Executor delayedExecutor(long delay, TimeUnit unit) -
<U> CompletionStage<U> completedStage(U value) -
<U> CompletionStage<U> failedStage(Throwable ex) -
<U> CompletableFuture<U> failedFuture(Throwable ex)
3.1 delayedExecutor 方法
签名：
Executor delayedExecutor(long delay, TimeUnit unit, Executor executor)
Executor delayedExecutor(long delay, TimeUnit unit)
返回一个新的 Executor，在给定延迟后将任务提交给基础执行器（非正延迟则无延迟）。每次延迟从调用返回执行器的 execute 方法开始计算。未指定执行器时使用默认执行器（ForkJoinPool.commonPool()）。
3.2 completedStage 和 failedStage 方法
签名：
<U> CompletionStage<U> completedStage(U value)
<U> CompletionStage<U> failedStage(Throwable ex)
这些实用方法返回已解析的 CompletionStage 实例：completedStage 返回正常完成的实例，failedStage 返回以给定异常异常完成的实例。
3.3 failedFuture 方法
签名：<U> CompletableFuture<U> failedFuture(Throwable ex)
failedFuture 方法新增了指定已异常完成的 CompletableFuture 实例的能力。
4. 实用场景示例
本节展示如何使用部分新 API。
4.1 延迟操作
此示例展示如何延迟 1 秒后用特定值完成 CompletableFuture。可通过 completeAsync 结合 delayedExecutor 实现：
CompletableFuture<Object> future = new CompletableFuture<>();
future.completeAsync(() -> input, CompletableFuture.delayedExecutor(1, TimeUnit.SECONDS));
4.2 超时默认值
另一种实现延迟结果的方式是使用 completeOnTimeout。此示例定义一个 CompletableFuture，若 1 秒内未完成，则解析为给定输入值：
CompletableFuture<Object> future = new CompletableFuture<>();
future.completeOnTimeout(input, 1, TimeUnit.SECONDS);
4.3 超时异常
另一种可能是超时触发异常完成（以 TimeoutException）。例如，让 CompletableFuture 在 1 秒后超时（若之前未完成）：
CompletableFuture<Object> future = new CompletableFuture<>();
future.orTimeout(1, TimeUnit.SECONDS);
5. 总结
Java 9 为 CompletableFuture API 带来了多项改进：
✅ 通过 newIncompleteFuture 虚拟构造器优化了子类化支持
✅ 新增了延迟和超时处理能力
✅ 实用方法遵循合理模式，简化了已解析实例的创建
这些改进使 CompletableFuture 在异步编程中更加灵活和健壮。本文示例代码可在 GitHub 仓库 中找到。