Java并发编程中的TaskCompletionSource与异步结果

Java 中无 TaskCompletionSource，等效实现是 CompletableFuture：用 new CompletableFuture() 创建后，调用 complete()、completeExceptionally() 手动完成，线程安全且仅首次生效。

Java 中等效于 TaskCompletionSource 的实现方式

Java 没有原生 TaskCompletionSource，但可以用 CompletableFuture 模拟其核心行为：手动触发完成、设置结果或异常。

• CompletableFuture 是 Java 8 引入的可编程式异步任务容器，支持手动完成：complete()、completeExceptionally()、cancel()
• 它不像 TaskCompletionSource 那样分离“源”与“任务”，但通过静态工厂方法 CompletableFuture.completedFuture() 或无参构造器 + 手动触发，能达到相同效果
• 注意：直接 new CompletableFuture() 创建的是未完成状态，适合做“占位符”，后续由某线程调用 complete() 填充结果

CompletableFuture future = new CompletableFuture<>();
// 在某个回调、IO完成、定时器触发后：
future.complete("done");
// 或者失败：
future.completeExceptionally(new RuntimeException("timeout"));

为什么不用 FutureTask 或 Promise 类型

Java 的 FutureTask 虽然也能手动 run()，但它绑定一个 Callable，无法在外部任意时刻设置结果；而 Promise 不是 Java 标准类（某些第三方库如 Netty 有 Promise，但语义和生命周期管理更重，不推荐用于通用场景）。

• FutureTask 的 set() / setException() 是 protected 方法，不可直接调用
• 强行反射调用会破坏封装，且在 JDK 9+ 可能被模块系统限制
• CompletableFuture 是官方推荐的、线程安全的、可组合的替代方案

CompletableFuture.complete() 的线程安全性与常见陷阱

complete() 和 completeExceptionally() 是线程安全的，但只能成功调用一次；重复调用会被忽略（不会报错，也不会覆盖）。

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• 如果多个线程可能同时尝试完成同一个 CompletableFuture，无需额外同步，但需确认业务逻辑是否允许“首次完成胜出”
• 不要混用 complete() 和 completeExceptionally() —— 后者会把 future 置为异常完成态，此时再调 complete() 失效
• 避免在回调链中调用 complete() 后又返回另一个 future，容易造成状态混乱（例如用 thenApply 内部 new 一个 CF 并 complete，但外层没返回它）

需要跨线程/跨组件传递“完成能力”时怎么办

Java 没有 TaskCompletionSource.Task 和 TaskCompletionSource 分离的设计，所以若想把“设置结果”的能力单独暴露出去（比如传给回调处理器），通常封装成函数式接口或简单 holder。

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• 最轻量做法：把 CompletableFuture 实例本身传出去（它既是“task”也是“source”）
• 若需限制权限（只允许完成，不允许 cancel 或 get），可包装一层：

public interface Completer {
    void complete(T result);
    void completeExceptionally(Throwable ex);
}
// 使用：
CompletableFuture f = new CompletableFuture<>();
Completer completer = f::complete;
completer.complete("ok"); // 安全暴露