Java并发，什么情况下CompletableFuture.supplyAsync()会返回null

Question

在生产环境中发现了一个关于CompletableFuture.supplyAsync() 我们有如下批处理方法的问题：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.stream.Collectors;

public class CompletableFutureProblem {
    public void batchOperation(){
        List<String> stringList = new ArrayList<>();
        stringList.add("task1");
        stringList.add("task2");
        List<CompletableFuture<String>> futures = new ArrayList<>();
        stringList.parallelStream().forEach(str -> {
            CompletableFuture<String> response = restApiCall(str);
            futures.add(response);
        });
        //futures.add(null);
        CompletableFuture<Void> result = CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()]));
        CompletableFuture<List<String>> convertedResult = result.thenApply(v ->
            futures.stream().map(CompletableFuture::join).collect(Collectors.toList())
        );
        try {
            List<String> finishedTask = convertedResult.get();
            System.out.println(finishedTask.toString());
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public CompletableFuture<String> restApiCall(String str){
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return "Complete-" + str;
        });
    }

    public static void main(String[] args) {
        CompletableFutureProblem problem = new CompletableFutureProblem();
        problem.batchOperation();
    }
}

当它工作正常时会打印：[Complete-task2, Complete-task1]

但是，有时它会在生产中抛出如下异常：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at java.util.concurrent.CompletableFuture.andTree(CompletableFuture.java:1320)
    at java.util.concurrent.CompletableFuture.allOf(CompletableFuture.java:2238)
    at third.concurrent.CompletableFutureProblem.batchOperation(CompletableFutureProblem.java:20)
    at third.concurrent.CompletableFutureProblem.main(CompletableFutureProblem.java:40)

我查了CompletableFuture.allOf()源码发现如果list futures包含null，比如futures.add(null)，就会抛出异常，但是我真的不知道CompletableFuture.supplyAsync()inrestApiCall方法在什么情况下会返回null？

感谢您的耐心阅读长篇文章。

Answer 1

futures正在由多个线程写入，因为您正在使用stringList并行流。不过futures是ArrayList，这是不是线程安全的。

因此，如果没有适当的同步，您无法确保从不同线程添加到它的每个元素都可见。当您将其转换为数组时，会出现内存可见性问题，这是不确定的，因此有时它会按预期工作。

为了解决这个问题，通常会使用并发集合。然而，在这种情况下，并行化没有意义CompletableFuture.supplyAsync()，因为它是一个非阻塞调用。因此，最好的解决方案是循环遍历列表：

stringList.forEach(str -> {

此外，预先分配的数组 intoArray()应该是空的：

futures.toArray(new CompletableFuture[0])