前言：異步編程是讓程序并發運行的一種手段，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并發編程中實現異步功能，一般是需要使用線程或者線程池。而實現一個線程，要么繼承Thread類，要么實現Runnable接口，然后在run方法中寫具體的業務邏輯代碼。開發Spring的大神們，為了簡化這類異步操作，已經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生，當程序調用需要長時間運行的方法時，它不會阻塞當前的執行流程，程序可以繼續運行，當方法執行完成時通知給主線程根據需要獲取其執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場景并更好的利用現有的系統資源，同時也會一定程度上減少用戶的等待時間等。

1.1、什么是異步調用？

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

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1.2、如何實現異步調用？

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異步調用的方式。

• 在非spring目項目中我們要實現異步調用的就是使用多線程方式，可以自己實現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。被注解的方法被調用的時候，會在新線程中執行，而調用它的方法會在原來的線程中執行。這樣可以避免阻塞、以及保證任務的實時性。適用于處理log、發送郵件、短信……等。

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二、Java 實現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建一個 Thread 來實現，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，如果用到了生產環境發生事故后果自負，使用上面這種 Thread 方式異步編程存在兩個明顯的問題。

• 創建線程沒有復用。我們知道頻繁的線程創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，如果使用不當可能會把系統線程用盡，從而引發事故，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 {//要執行的業務代碼，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，為我們提供了創建線程池的簡便方法。

Executors可以創建我們常用的四種線程池：

（1）newCachedThreadPool 創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行。

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

（3）newScheduledThreadPool 創建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執行。

（4）newSingleThreadExecutor 創建一個單線程化的線程池執行任務。

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。

區別如下：

Runable是實現該接口的run方法，callable是實現接口的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用，該注解可以被標注在方法上，以便異步地調用該方法。調用者將在調用時立即返回，方法的實際執行將提交給Spring TaskExecutor的任務中，由指定的線程池中的線程執行。

• @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建一個線程，若系統中不斷的創建線程，最終會導致系統占用內存過高，引發OutOfMemoryError錯誤?；谀J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：重新實現接口AsyncConfigurer。

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?三、SpringBoot利用@Async注解實現異步調用

使用@Async注解開啟的異步功能，默認情況下，每次都會創建一個新線程。如果在高并發的場景下，可能會產生大量的線程，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用

增加一個Component類，用來進行業務處理，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 。

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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線程重用，每次調用都會新建一條線程。若系統中不斷的創建線程，最終會導致系統占用內存過高，引發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，執行線程任務this.doExecute(taskToUse);}}protected void doExecute(Runnable task) {//不斷創建線程Thread thread = this.threadFactory != null ? this.threadFactory.newThread(task) : this.createThread(task);thread.start(); }//創建線程 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，每次調用都會創建一個新的線程。

• SyncTaskExecutor：這個類沒有實現異步調用，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。其實質是對java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝

4.2、為@Async實現一個自定義線程池

@Configuration @EnableAsync public class SyncConfiguration {@Bean(name = "asyncPoolTaskExecutor")public ThreadPoolTaskExecutor executor() {ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();//核心線程數taskExecutor.setCorePoolSize(10);//線程池維護線程的最大數量,只有在緩沖隊列滿了之后才會申請超過核心線程數的線程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，然后重新嘗試執行任務（重復此過程）* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：重試添加當前的任務，自動重復調用 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

在現實的互聯網項目開發中，針對高并發的請求，一般的做法是高并發接口單獨線程池隔離處理。

假設現在2個高并發接口：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，發送app push信息。往往會根據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taskExecutor.setCorePoolSize(2);//線程池維護線程的最大數量,只有在緩沖隊列滿了之后才會申請超過核心線程數的線程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，然后重新嘗試執行任務（重復此過程）* ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：重試添加當前的任務，自動重復調用 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("線程池執行任務發送未知錯誤,執行方法：{}",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中經常會用到，很有必要掌握。

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參考鏈接：

Java異步調用方法

SpringBoot 如何實現異步編程，老鳥們都這么玩的！

@Async異步執行

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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