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@Async异步线程：Spring 自带的异步解决方案

article 2024/11/15 1:32:10

前言 

        在项目应用中，使用MQ异步调用来实现系统性能优化，完成服务间数据同步是常用的技术手段。如果是在同一台服务器内部，不涉及到分布式系统，单纯的想实现部分业务的异步执行，这里介绍一个更简单的异步方法调用。

        对于异步方法调用，从Spring3 开始提供了@Async 注解，该注解可以被标注在方法上，以便异步地调用该方法。调用者将在调用时立即返回，而方法的实际执行将提交给 Spring TaskExecutor 的任务中，由指定的线程池中的线程执行。

        本文讲述了@Async注解在Spring体系中的简单应用，仅供学习，欢迎意见反馈。  

正文

一、Spring线程池的分类

        以下是官方已经实现的常见的5个TaskExecuter。Spring 宣称对于任何场景，这些TaskExecuter完全够用了:

线程特点
SimpleAsyncTaskExecutor每次请求新开线程，没有最大线程数设置.不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程
SyncTaskExecutor不是异步的线程。同步可以用SyncTaskExecutor，但这个可以说不算一个线程池，因为还在原线程执行。这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作。
ConcurrentTaskExecutorExecutor的适配类，不推荐使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不满足要求时，才用考虑使用这个类。
SimpleThreadPoolTaskExecutor是Quartz的SimpleThreadPool的类。线程池同时被quartz和非quartz使用，才需要使用此类。
ThreadPoolTaskExecutor最常使用，推荐，是阿里巴巴Java开发规范中指定的线程类，要求jdk版本大于等于5。其实质是对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 的包装。

       参考阿里巴巴java开发规范， 在线程池应用中：线程池不允许使用Executors去创建，也不允许使用系统默认的线程池，推荐通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让开发的工程师更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。

二、SpringBoot中使用@Async

        使用异步线程调用方法，过程如下：

  • 编写配置类，定义线程池
  • 启动类/配置文件上加上注解：@EnableAsync
  • 方法上加上注解：@Async

        下面演示案例中，我本地项目的目录，仅供参考：

2.1 启用@Async

        关键注解 @EnableAsync ！！！可以加载启动类上，也可以加在配置文件上，效果是一样的。

  •  方式一：基于Springboot启动类启用
@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class AsyncApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(AsyncApplication.class, args);
    }

}
  • 方式二：基于Java配置的启用
// com.example.async.service 为即将开启异步线程业务的包位置（后面有详细讲解）
@EnableAsync
@Configuration
@ComponentScan("com.example.async.service")
public class AsyncConfiguration implements AsyncConfigurer {

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        return executor();
    }
    ...
}

2.2 @Async与线程池

        Spring应用默认的线程池，指在@Async注解在使用时，不指定线程池的名称。查看源码，@Async的默认线程池为SimpleAsyncTaskExecutor。

@Slf4j
@Service
public class BusinessServiceImpl implements BusinessService {

    /**
     * 方法4：没有指定线程池，验证默认线程池也ok（不推荐：规避资源耗尽的风险）
     */
    @Async
    public void asyncDemo4() {
        log.info("asyncDemo4：" + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行 ----------");
        try {
            Thread.sleep(2*1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("asyncDemo4：" + Thread.currentThread().getName() + " 执行结束！！");
    }
}

2.3 @Async自定义线程池

        自定义线程池，可对系统中线程池更加细粒度的控制，方便调整线程池大小配置，线程执行异常控制和处理。在设置系统自定义线程池代替默认线程池时，虽可通过多种模式设置，但替换默认线程池最终产生的线程池有且只能设置一个（不能设置多个类继承AsyncConfigurer）。

        自定义线程池有如下模式：

  1. 重新实现接口AsyncConfigurer；
  2. 继承AsyncConfigurerSupport；
  3. 配置由自定义的TaskExecutor替代内置的任务执行器；

        三者使用方式大体相同，下面的案例将展示说明其一：实现接口AsyncConfigurer接口的方式。

  • 配置一个线程池 ThreadPoolTaskExecutor
/**
 * com.example.async.service：即将开启异步线程的业务方法是哪个
 *
 * 解释：
 *  1.即将开启异步线程业务的包位置：com.example.async.service
 *  2.通过 ThreadPoolExecutor 的方式，规避资源耗尽的风险
 */
@EnableAsync
@Configuration
@ComponentScan("com.example.async.service")
public class AsyncConfiguration implements AsyncConfigurer {

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        return executor();
    }

    /**
     * 执行需要依赖线程池，这里就来配置一个线程池
     * 1.当池子大小小于corePoolSize，就新建线程，并处理请求
     * 2.当池子大小等于corePoolSize，把请求放入workQueue(QueueCapacity)中，池子里的空闲线程就去workQueue中取任务并处理
     * 3.当workQueue放不下任务时，就新建线程入池，并处理请求，如果池子大小撑到了maximumPoolSize，就用RejectedExecutionHandler来做拒绝处理
     * 4.当池子的线程数大于corePoolSize时，多余的线程会等待keepAliveTime长时间，如果无请求可处理就自行销毁
     */
    @Bean("asyncExecutor")
    public ThreadPoolTaskExecutor executor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        //设置线程名
        executor.setThreadNamePrefix("async-method-execute-");
        //设置核心线程数
        executor.setCorePoolSize(10);
        //设置最大线程数
        executor.setMaxPoolSize(50);
        //线程池所使用的缓冲队列
        executor.setQueueCapacity(100);
        //设置多余线程等待的时间，单位：秒
        executor.setKeepAliveSeconds(10);
        // 初始化线程
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}
  • 执行异步线程方法，指定线程池：value 要与配置类 Bean() 中的name相同 
/**
 * 异步线程 - 执行业务
 * 注意：
 *  1.@Async 注解调用用线程池，不指定的话默认：SimpleAsyncTaskExecutor
 *  2.SimpleAsyncTaskExecutor 不是真的线程池，这个类不重用线程，默认每次调用都会创建一个新的线程
 */
@Slf4j
@Service
public class AsyncServiceImpl implements AsyncService {
    /**
     * 方法1：@Async 标注为异步任务：执行此方法的时候，会单独开启线程来执行，不影响主线程的执行
     */
    @Async("asyncExecutor")
    public void asyncDemo1() {
        log.info("asyncDemo1：" + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行 ----------");
        // 故意等10秒，那么异步线程开起来，这样明显看到：方法2不用等方法1执行完就调用了
        try {
            Thread.sleep(10*1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("asyncDemo1：" + Thread.currentThread().getName() + " 执行结束！！");
    }

    /**
     * 方法2：与方法1一起执行，证明2个线程异步执行，互不干扰
     */
    @Async("asyncExecutor")
    public void asyncDemo2() {
        log.info("asyncDemo2：" + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行 ----------");
        try {
            Thread.sleep(5*1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("asyncDemo2：" + Thread.currentThread().getName() + " 执行结束！！");
    }

    /**
     * 方法3：没有指定线程池，验证默认线程池也ok（不推荐：规避资源耗尽的风险）
     */
    @Async
    public void asyncDemo3() {
        log.info("asyncDemo3：" + Thread.currentThread().getName() + " 正在执行 ----------");
        try {
            Thread.sleep(1*1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("asyncDemo3：" + Thread.currentThread().getName() + " 执行结束！！");
    }
}

2.4 启动测试

        通过 AsyncApplication 启动 SpringBoot 项目，Postman 进行接口测试：

http://127.0.0.1:8080/async/demo

  • 我写了4个demo，分别模拟4种情况，详情在注释里有写。
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/async")
public class AsyncControllor {

    @Autowired
    private AsyncService asyncMethodService;
    @Autowired
    private BusinessService businessService;

    @GetMapping("/demo")
    public String demo()  {
        log.info("接口调用：【开始】 --------------------");
        try {
            // 执行异步任务 - 自定义线程池
            asyncMethodService.asyncDemo1();
            asyncMethodService.asyncDemo2();
            asyncMethodService.asyncDemo3();
            // 执行异步任务 - 默认线程池
            businessService.asyncDemo4();
        } catch (Exception e) {
            return "Exception";
        }
        log.info("接口调用：【结束】 --------------------");
        return "success";
    }
}
  • 运行结果：接口执行结束，异步线程仍在运行

总结

  1. @EnableAsync 是启动 @Async 异步线程的关键，可以加载启动类上，也可以加在配置文件上；
  2. 为了规避资源耗尽的风险，推荐通过 ThreadPoolExecutor 的方式创建线程池；
  3. @Async 注解标注在方法上，以便异步地调用该方法；


http://www.kler.cn/a/18168.html

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