大家好，我是飄渺。今天繼續(xù)給大家?guī)?lái)SpringBoot老鳥系列的第六篇，來(lái)聊聊在SpringBoot項(xiàng)目中如何實(shí)現(xiàn)異步編程。

老鳥系列文章導(dǎo)讀：

1. SpringBoot 如何統(tǒng)一后端返回格式？老鳥們都是這樣玩的！

2. SpringBoot 如何進(jìn)行參數(shù)校驗(yàn)？老鳥們都是這么玩的！

3. SpringBoot 如何生成接口文檔，老鳥們都這么玩的！

4. SpringBoot 如何進(jìn)行對(duì)象復(fù)制，老鳥們都這么玩的！

5. SpringBoot 生成接口文檔，我用smart-doc

6. SpringBoot 如何進(jìn)行限流？老鳥們都這么玩的！

首先我們來(lái)看看在Spring中為什么要使用異步編程，它能解決什么問(wèn)題？

為什么要用異步框架，它解決什么問(wèn)題？

在SpringBoot的日常開(kāi)發(fā)中，一般都是同步調(diào)用的。但實(shí)際中有很多場(chǎng)景非常適合使用異步來(lái)處理，如：注冊(cè)新用戶，送100個(gè)積分；或下單成功，發(fā)送push消息等等。

就拿注冊(cè)新用戶這個(gè)用例來(lái)說(shuō)，為什么要異步處理？

• 第一個(gè)原因：容錯(cuò)性、健壯性，如果送積分出現(xiàn)異常，不能因?yàn)樗头e分而導(dǎo)致用戶注冊(cè)失敗；
  因?yàn)橛脩糇?cè)是主要功能，送積分是次要功能，即使送積分異常也要提示用戶注冊(cè)成功，然后后面在針對(duì)積分異常做補(bǔ)償處理。
• 第二個(gè)原因：提升性能，例如注冊(cè)用戶花了20毫秒，送積分花費(fèi)50毫秒，如果用同步的話，總耗時(shí)70毫秒，用異步的話，無(wú)需等待積分，故耗時(shí)20毫秒。

故，異步能解決2個(gè)問(wèn)題，性能和容錯(cuò)性。

SpringBoot如何實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用？

對(duì)于異步方法調(diào)用，從Spring3開(kāi)始提供了@Async注解，我們只需要在方法上標(biāo)注此注解，此方法即可實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用。

當(dāng)然，我們還需要一個(gè)配置類，通過(guò)Enable模塊驅(qū)動(dòng)注解@EnableAsync 來(lái)開(kāi)啟異步功能。

實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用

第一步：新建配置類，開(kāi)啟@Async功能支持

使用@EnableAsync來(lái)開(kāi)啟異步任務(wù)支持，@EnableAsync注解可以直接放在SpringBoot啟動(dòng)類上，也可以單獨(dú)放在其他配置類上。我們這里選擇使用單獨(dú)的配置類SyncConfiguration。

@Configuration @EnableAsync public class AsyncConfiguration {}

第二步：在方法上標(biāo)記異步調(diào)用

增加一個(gè)Component類，用來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，同時(shí)添加@Async注解，代表該方法為異步處理。

@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);} }

第三步：在Controller中進(jìn)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(guò)訪問(wèn)http://localhost:8080/async/task查看控制臺(tái)日志：

2021-11-25 15:48:37 [http-nio-8080-exec-8] INFO com.jianzh5.blog.async.AsyncController:26 - main cost 1009 ms 2021-11-25 15:48:38 [task-1] INFO com.jianzh5.blog.async.AsyncTask:22 - task1 cost 2005 ms 2021-11-25 15:48:39 [task-2] INFO com.jianzh5.blog.async.AsyncTask:31 - task2 cost 3005 ms

通過(guò)日志可以看到：主線程不需要等待異步方法執(zhí)行完成，減少響應(yīng)時(shí)間，提高接口性能。

通過(guò)上面三步我們就可以在SpringBoot中歡樂(lè)的使用異步方法來(lái)提高我們接口性能了，是不是很簡(jiǎn)單？

不過(guò)，如果真實(shí)項(xiàng)目中你真這樣寫了，肯定會(huì)被老鳥們無(wú)情嘲諷，就這？

因?yàn)樯厦娴拇a忽略了一個(gè)最大的問(wèn)題，就是給@Async異步框架自定義線程池。

為什么要給@Async自定義線程池？

使用@Async注解，在默認(rèn)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?zé)o法實(shí)現(xiàn)線程重用，每次調(diào)用都會(huì)新建一條線程。若系統(tǒng)中不斷的創(chuàng)建線程，最終會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)占用內(nèi)存過(guò)高，引發(fā)OutOfMemoryError錯(cuò)誤，關(guān)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(kāi)啟限流，默認(rèn)為否if (this.isThrottleActive() && startTimeout > 0L) {//執(zhí)行前置操作，進(jìn)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(wù)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(guò)上面的控制臺(tái)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。

正因如此，所以我們?cè)谑褂肧pring中的@Async異步框架時(shí)一定要自定義線程池，替代默認(rèn)的SimpleAsyncTaskExecutor。

Spring提供了多種線程池：

• SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的線程池，這個(gè)類不重用線程，每次調(diào)用都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的線程。

• SyncTaskExecutor：這個(gè)類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用，只是一個(gè)同步操作。只適用于不需要多線程的地

• ConcurrentTaskExecutor：Executor的適配類，不推薦使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不滿足要求時(shí)，才用考慮使用這個(gè)類

• ThreadPoolTaskScheduler：可以使用cron表達(dá)式

• ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推薦。 其實(shí)質(zhì)是對(duì)java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝

為@Async實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(hù)線程的最大數(shù)量,只有在緩沖隊(duì)列滿了之后才會(huì)申請(qǐng)超過(guò)核心線程數(shù)的線程taskExecutor.setMaxPoolSize(100);//緩存隊(duì)列taskExecutor.setQueueCapacity(50);//許的空閑時(shí)間,當(dāng)超過(guò)了核心線程出之外的線程在空閑時(shí)間到達(dá)之后會(huì)被銷毀taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);//異步方法內(nèi)部線程名稱taskExecutor.setThreadNamePrefix("async-");/*** 當(dāng)線程池的任務(wù)緩存隊(duì)列已滿并且線程池中的線程數(shù)目達(dá)到maximumPoolSize，如果還有任務(wù)到來(lái)就會(huì)采取任務(wù)拒絕策略* 通常有以下四種策略：* ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務(wù)，但是不拋出異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列最前面的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)（重復(fù)此過(guò)程）* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：重試添加當(dāng)前的任務(wù)，自動(dòng)重復(fù)調(diào)用 execute() 方法，直到成功*/taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());taskExecutor.initialize();return taskExecutor;} }

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。

多個(gè)線程池處理

在現(xiàn)實(shí)的互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，針對(duì)高并發(fā)的請(qǐng)求，一般的做法是高并發(fā)接口單獨(dú)線程池隔離處理。

假設(shè)現(xiàn)在2個(gè)高并發(fā)接口： 一個(gè)是修改用戶信息接口，刷新用戶redis緩存； 一個(gè)是下訂單接口，發(fā)送app push信息。往往會(huì)根據(jù)接口特征定義兩個(gè)線程池，這時(shí)候我們?cè)谑褂?#64;Async時(shí)就需要通過(guò)指定線程池名稱進(jìn)行區(qū)分。

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 cost {} ms" , t2-t1); }

當(dāng)系統(tǒng)存在多個(gè)線程池時(shí)，我們也可以配置一個(gè)默認(rèn)線程池，對(duì)于非默認(rèn)的異步任務(wù)再通過(guò)@Async("otherTaskExecutor")來(lái)指定線程池名稱。

配置默認(rèn)線程池

可以修改配置類讓其實(shí)現(xiàn)AsyncConfigurer，并重寫getAsyncExecutor()方法，指定默認(rèn)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(hù)線程的最大數(shù)量,只有在緩沖隊(duì)列滿了之后才會(huì)申請(qǐng)超過(guò)核心線程數(shù)的線程taskExecutor.setMaxPoolSize(10);//緩存隊(duì)列taskExecutor.setQueueCapacity(50);//許的空閑時(shí)間,當(dāng)超過(guò)了核心線程出之外的線程在空閑時(shí)間到達(dá)之后會(huì)被銷毀taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);//異步方法內(nèi)部線程名稱taskExecutor.setThreadNamePrefix("async-");/*** 當(dāng)線程池的任務(wù)緩存隊(duì)列已滿并且線程池中的線程數(shù)目達(dá)到maximumPoolSize，如果還有任務(wù)到來(lái)就會(huì)采取任務(wù)拒絕策略* 通常有以下四種策略：* ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務(wù)并拋出RejectedExecutionException異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務(wù)，但是不拋出異常。* ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列最前面的任務(wù)，然后重新嘗試執(zhí)行任務(wù)（重復(fù)此過(guò)程）* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：重試添加當(dāng)前的任務(wù)，自動(dòng)重復(fù)調(diào)用 execute() 方法，直到成功*/taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());taskExecutor.initialize();return taskExecutor;}/*** 指定默認(rèn)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(wù)發(fā)送未知錯(cuò)誤,執(zhí)行方法：{}",method.getName(),ex);} }

如下，doTask1()方法使用默認(rèn)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); }

小結(jié)

@Async異步方法在日常開(kāi)發(fā)中經(jīng)常會(huì)用到，大家好好掌握，爭(zhēng)取早日成為老鳥！！！

tips : 老鳥系列源碼已經(jīng)上傳至GitHub，需要的點(diǎn)擊下方卡片關(guān)注本公眾號(hào)并回復(fù)關(guān)鍵字 0923 獲取源碼地址。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SpringBoot 如何异步编程，老鸟们都这么玩的的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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