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SpringBoot利用@Async注解实现异步调用

發(fā)布時間：2024/3/24 javascript 35 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 SpringBoot利用@Async注解实现异步调用小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

前言：異步編程是讓程序并發(fā)運行的一種手段，使用異步編程可以大大提高我們程序的吞吐量，減少用戶的等待時間。在Java并發(fā)編程中實現(xiàn)異步功能，一般是需要使用線程或者線程池。而實現(xiàn)一個線程，要么繼承Thread類，要么實現(xiàn)Runnable接口，然后在run方法中寫具體的業(yè)務邏輯代碼。開發(fā)Spring的大神們，為了簡化這類異步操作，已經(jīng)幫我們把異步功能封裝好了。Spring中提供了@Async注解，我們可以通過它即可開啟異步功能，使用起來非常方便。

一、異步編程

異步編程允許多個事情同時發(fā)生，當程序調(diào)用需要長時間運行的方法時，它不會阻塞當前的執(zhí)行流程，程序可以繼續(xù)運行，當方法執(zhí)行完成時通知給主線程根據(jù)需要獲取其執(zhí)行結果或者失敗異常的原因。使用異步編程可以大大提高我們程序的吞吐量，可以更好的面對更高的并發(fā)場景并更好的利用現(xiàn)有的系統(tǒng)資源，同時也會一定程度上減少用戶的等待時間等。

1.1、什么是異步調(diào)用？

異步調(diào)用是相對于同步調(diào)用而言的，同步調(diào)用是指程序按預定順序一步步執(zhí)行，每一步必須等到上一步執(zhí)行完后才能執(zhí)行，異步調(diào)用則無需等待上一步程序執(zhí)行完即可執(zhí)行。異步調(diào)用可以減少程序執(zhí)行時間。

1.2、如何實現(xiàn)異步調(diào)用？

多線程，這是很多人第一眼想到的關鍵詞，沒錯，多線程就是一種實現(xiàn)異步調(diào)用的方式。

在非spring目項目中我們要實現(xiàn)異步調(diào)用的就是使用多線程方式，可以自己實現(xiàn)Runable接口或者集成Thread類，或者使用jdk1.5以上提供了的Executors線程池；
從Spring3開始提供了@Async注解，用于標注某個方法或某個類里面的所有方法都是需要異步處理的。被注解的方法被調(diào)用的時候，會在新線程中執(zhí)行，而調(diào)用它的方法會在原來的線程中執(zhí)行。這樣可以避免阻塞、以及保證任務的實時性。適用于處理log、發(fā)送郵件、短信……等。

二、Java 實現(xiàn)異步編程的幾種方式

2.1、非Spring項目利用多線程

①直接new線程

在 Java 語言中最簡單使用異步編程的方式就是創(chuàng)建一個 Thread 來實現(xiàn)，如果你使用的 JDK 版本是 8 以上的話，可以使用 Lambda 表達式會更加簡潔。

Thread t = new Thread() {@Overridepublic void run() {longTimeMethod();} }; t.start();

但是new Thread()只能作為示例使用，如果用到了生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生事故后果自負，使用上面這種 Thread 方式異步編程存在兩個明顯的問題。

創(chuàng)建線程沒有復用。我們知道頻繁的線程創(chuàng)建與銷毀是需要一部分開銷的，而且示例里也沒有限制線程的個數(shù)，如果使用不當可能會把系統(tǒng)線程用盡，從而引發(fā)事故，這個問題使用線程池可以解決。
異步任務無法獲取最終的執(zhí)行結果,可以使用FutureTask 的方式。

②使用線程池

private ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool() ;public void fun() throws Exception {executor.submit(new Runnable(){@overridepublic void run() {try {//要執(zhí)行的業(yè)務代碼，我們這里沒有寫方法，可以讓線程休息幾秒進行測試Thread.sleep(10000);System.out.print("睡夠啦~");}catch(Exception e) {throw new RuntimeException("報錯啦！！");}}});}

Executors是concurrent包下的一個類，為我們提供了創(chuàng)建線程池的簡便方法。

Executors可以創(chuàng)建我們常用的四種線程池：

（1）newCachedThreadPool 創(chuàng)建一個可緩存線程池，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。不設上限，提交的任務將立即執(zhí)行。

（2）newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池，可控制線程最大并發(fā)數(shù)，超出的線程會在隊列中等待。

（3）newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執(zhí)行。

（4）newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個單線程化的線程池執(zhí)行任務。

submit方法

線程池建立完畢之后，我們就需要往線程池提交任務。通過線程池的submit方法即可，submit方法接收兩種Runable和Callable。

區(qū)別如下：

Runable是實現(xiàn)該接口的run方法，callable是實現(xiàn)接口的call方法。

callable允許使用返回值，callable允許拋出異常。

2.2、Spring項目異步任務處理，@Async的配置和使用

從Spring3開始提供了@Async注解用于異步方法調(diào)用，該注解可以被標注在方法上，以便異步地調(diào)用該方法。調(diào)用者將在調(diào)用時立即返回，方法的實際執(zhí)行將提交給Spring TaskExecutor的任務中，由指定的線程池中的線程執(zhí)行。

@Async應用默認線程池，指在@Async注解在使用時，不指定線程池的名稱。查看源碼，@Async的默認線程池為SimpleAsyncTaskExecutor。
@Async默認異步配置使用的是SimpleAsyncTaskExecutor，該線程池默認來一個任務創(chuàng)建一個線程，若系統(tǒng)中不斷的創(chuàng)建線程，最終會導致系統(tǒng)占用內(nèi)存過高，引發(fā)OutOfMemoryError錯誤。基于默認配置，SimpleAsyncTaskExecutor并不是嚴格意義的線程池，達不到線程復用的功能。
在項目應用中，@Async調(diào)用線程池，推薦使用自定義線程池的模式。自定義線程池常用方案：重新實現(xiàn)接口AsyncConfigurer。

?三、SpringBoot利用@Async注解實現(xiàn)異步調(diào)用

使用@Async注解開啟的異步功能，默認情況下，每次都會創(chuàng)建一個新線程。如果在高并發(fā)的場景下，可能會產(chǎn)生大量的線程，從而導致OOM問題。所以，大家在使用@Async注解的異步功能時，請別忘了自定義一個線程池。

3.1、新建配置類，開啟@Async功能支持

使用@EnableAsync來開啟異步任務支持，@EnableAsync注解可以直接放在SpringBoot啟動類上，也可以單獨放在其他配置類上。我們這里選擇使用單獨的配置類SyncConfiguration。

@Configuration //主要是為了掃描范圍包下的所有 @Async注解 @EnableAsync public class AsyncConfiguration {}

3.2、在方法上標記異步調(diào)用

增加一個Component類，用來進行業(yè)務處理，同時添加@Async注解，代表該方法為異步處理；如果標注在類上，則類里面的所有方法都是需要異步處理的。

@Component @Slf4j public class AsyncTask {@SneakyThrows@Asyncpublic void doTask1() {long t1 = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(2000);long t2 = System.currentTimeMillis();log.info("task1 cost {} ms" , t2-t1);}@SneakyThrows@Asyncpublic void doTask2() {long t1 = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(3000);long t2 = System.currentTimeMillis();log.info("task2 cost {} ms" , t2-t1);} }

3.3、在Controller中進行異步方法調(diào)用

@RestController @RequestMapping("/async") @Slf4j public class AsyncController {@Autowiredprivate AsyncTask asyncTask;@RequestMapping("/task")public void task() throws InterruptedException {long t1 = System.currentTimeMillis();asyncTask.doTask1();asyncTask.doTask2();Thread.sleep(1000);long t2 = System.currentTimeMillis();log.info("main cost {} ms", t2-t1);} }

通過訪問http://localhost:8080/async/task查看控制臺日志：主線程不需要等待異步方法執(zhí)行完成，減少了響應時間，提高了接口性能。

2021-11-25 15:48:37 [http-nio-8080-exec-8] INFO AsyncController:26 - main cost 1009 ms 2021-11-25 15:48:38 [task-1] INFO ?com.async.AsyncTask:22 - task1 cost 2005 ms 2021-11-25 15:48:39 [task-2] INFO ?com.async.AsyncTask:31 - task2 cost 3005 ms

通過上面三步我們就可以在SpringBoot中歡樂的使用異步方法來提高我們接口性能了，是不是很簡單？不過，如果你在實際項目開發(fā)中真這樣寫了，肯定會被老鳥們無情嘲諷？因為上面的代碼忽略了一個最大的問題，就是給@Async異步框架自定義線程池 。

四、@Async自定義線程池

4.1、為什么要給@Async自定義線程池？

使用@Async注解，在默認情況下用的是SimpleAsyncTaskExecutor線程池，該線程池不是真正意義上的線程池?。使用此線程池無法實現(xiàn)線程重用，每次調(diào)用都會新建一條線程。若系統(tǒng)中不斷的創(chuàng)建線程，最終會導致系統(tǒng)占用內(nèi)存過高，引發(fā)OutOfMemoryError錯誤。

關鍵代碼如下：

public void execute(Runnable task, long startTimeout){Assert.notNull(task, "Runnable must not be null");Runnable taskToUse = this.taskDecorator != null ? this.taskDecorator.decorate(task) : task;//判斷是否開啟限流，默認為否if (this.isThrottleActive() && startTimeout > 0L) {//執(zhí)行前置操作，進行限流this.concurrencyThrottle.beforeAccess();this.doExecute(new SimpleAsyncTaskExecutor.ConcurrencyThrottlingRunnable(taskToUse));} else {//未限流的情況，執(zhí)行線程任務this.doExecute(taskToUse);}}protected void doExecute(Runnable task) {//不斷創(chuàng)建線程Thread thread = this.threadFactory != null ? this.threadFactory.newThread(task) : this.createThread(task);thread.start(); }//創(chuàng)建線程 public Thread createThread(Runnable runnable) {//指定線程名，task-1，task-2...Thread thread = new Thread(this.getThreadGroup(), runnable, this.nextThreadName());thread.setPriority(this.getThreadPriority());thread.setDaemon(this.isDaemon());return thread; }

我們也可以直接通過上面的控制臺日志觀察，每次打印的線程名都是[task-1]、[task-2]、[task-3]、[task-4].....遞增的。所以我們在使用Spring中的@Async異步框架時一定要自定義線程池，替代默認的SimpleAsyncTaskExecutor。

Spring提供了多種線程池：

SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的線程池，這個類不重用線程，每次調(diào)用都會創(chuàng)建一個新的線程。
SyncTaskExecutor：這個類沒有實現(xiàn)異步調(diào)用，只是一個同步操作。只適用于不需要多線程的地方。
ConcurrentTaskExecutor：Executor的適配類，不推薦使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不滿足要求時，才用考慮使用這個類
ThreadPoolTaskScheduler：可以使用cron表達式
ThreadPoolTaskExecutor?：最常使用，推薦。其實質(zhì)是對java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝

4.2、為@Async實現(xiàn)一個自定義線程池

@Configuration @EnableAsync public class SyncConfiguration {@Bean(name = "asyncPoolTaskExecutor")public ThreadPoolTaskExecutor executor() {ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();//核心線程數(shù)taskExecutor.setCorePoolSize(10);//線程池維護線程的最大數(shù)量,只有在緩沖隊列滿了之后才會申請超過核心線程數(shù)的線程taskExecutor.setMaxPoolSize(100);//緩存隊列taskExecutor.setQueueCapacity(50);//許的空閑時間,當超過了核心線程出之外的線程在空閑時間到達之后會被銷毀taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);//異步方法內(nèi)部線程名稱taskExecutor.setThreadNamePrefix("async-");/*** 當線程池的任務緩存隊列已滿并且線程池中的線程數(shù)目達到maximumPoolSize，如果還有任務到來就會采取任務拒絕策略* 通常有以下四種策略：* ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務并拋出RejectedExecutionException異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，但是不拋出異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然后重新嘗試執(zhí)行任務（重復此過程）* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：重試添加當前的任務，自動重復調(diào)用 execute() 方法，直到成功*/taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());taskExecutor.initialize();return taskExecutor;} }

配置自定義線程池以后我們就可以大膽的使用@Async提供的異步處理能力了。

4.3、@Async配置默認線程池和多個線程池處理

在現(xiàn)實的互聯(lián)網(wǎng)項目開發(fā)中，針對高并發(fā)的請求，一般的做法是高并發(fā)接口單獨線程池隔離處理。

假設現(xiàn)在2個高并發(fā)接口：一個是修改用戶信息接口，刷新用戶redis緩存；一個是下訂單接口，發(fā)送app push信息。往往會根據(jù)接口特征定義兩個線程池，這時候我們在使用@Async時就需要通過指定線程池名稱進行區(qū)分。

（1）為@Async指定線程池名字

@SneakyThrows @Async("asyncPoolTaskExecutor") public void doTask1() {long t1 = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(2000);long t2 = System.currentTimeMillis();log.info("task1 cos }

當系統(tǒng)存在多個線程池時，我們也可以配置一個默認線程池，對于非默認的異步任務再通過@Async("otherTaskExecutor")來指定線程池名稱。

（2）配置默認線程池

可以修改配置類讓其實現(xiàn)AsyncConfigurer，并重寫getAsyncExecutor()方法，指定默認線程池：

@Configuration @EnableAsync @Slf4j public?class?AsyncConfiguration?implements?AsyncConfigurer?{@Bean(name?=?"asyncPoolTaskExecutor")public?ThreadPoolTaskExecutor?executor()?{ThreadPoolTaskExecutor?taskExecutor?=?new?ThreadPoolTaskExecutor();//核心線程數(shù)taskExecutor.setCorePoolSize(2);//線程池維護線程的最大數(shù)量,只有在緩沖隊列滿了之后才會申請超過核心線程數(shù)的線程taskExecutor.setMaxPoolSize(10);//緩存隊列taskExecutor.setQueueCapacity(50);//許的空閑時間,當超過了核心線程出之外的線程在空閑時間到達之后會被銷毀taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);//異步方法內(nèi)部線程名稱taskExecutor.setThreadNamePrefix("async-");/***?當線程池的任務緩存隊列已滿并且線程池中的線程數(shù)目達到maximumPoolSize，如果還有任務到來就會采取任務拒絕策略*?通常有以下四種策略：* ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務并拋出RejectedExecutionException異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，但是不拋出異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，然后重新嘗試執(zhí)行任務（重復此過程）* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：重試添加當前的任務，自動重復調(diào)用 execute()?方法，直到成功*/taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new?ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());taskExecutor.initialize();return?taskExecutor;}/***?指定默認線程池*/@Overridepublic?Executor?getAsyncExecutor()?{return?executor();}@Overridepublic?AsyncUncaughtExceptionHandler?getAsyncUncaughtExceptionHandler()?{return?(ex,?method,?params)?->log.error("線程池執(zhí)行任務發(fā)送未知錯誤,執(zhí)行方法：{}",method.getName(),ex);} }

如下，doTask1()方法使用默認使用線程池asyncPoolTaskExecutor，doTask2()使用線程池otherTaskExecutor，非常靈活。

@Async public void doTask1() {long t1 = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(2000);long t2 = System.currentTimeMillis();log.info("task1 cost {} ms" , t2-t1); }@SneakyThrows @Async("otherTaskExecutor") public void doTask2() {long t1 = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(3000);long t2 = System.currentTimeMillis();log.info("task2 cost {} ms" , t2-t1); }

@Async異步方法在日常開發(fā)中經(jīng)常會用到，很有必要掌握。

參考鏈接：

Java異步調(diào)用方法

SpringBoot 如何實現(xiàn)異步編程，老鳥們都這么玩的！

@Async異步執(zhí)行

Spring使用@Async注解

Java 異步編程的幾種方式

總結

以上是生活随笔為你收集整理的SpringBoot利用@Async注解实现异步调用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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