很多業(yè)務(wù)場景需要使用異步去完成，比如：發(fā)送短信通知。要完成異步操作一般有兩種：

1、消息隊(duì)列MQ

2、線程池處理。

我們來看看Spring框架中如何去使用線程池來完成異步操作，以及分析背后的原理。

一. Spring異步線程池的接口類 ：TaskExecutor

在Spring4中，Spring中引入了一個(gè)新的注解@Async，這個(gè)注解讓我們在使用Spring完成異步操作變得非常方便。

Spring異步線程池的接口類，其實(shí)質(zhì)是
java.util.concurrent.Executor

Spring 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的異常線程池：

1. 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。

2. SyncTaskExecutor：這個(gè)類沒有實(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方

3. 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

4. SimpleThreadPoolTaskExecutor：是Quartz的SimpleThreadPool的類。線程池同時(shí)被quartz和非quartz使用，才需要使用此類

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

二、簡單使用說明

Spring中用@Async注解標(biāo)記的方法，稱為異步方法。在spring boot應(yīng)用中使用@Async很簡單：

1、調(diào)用異步方法類上或者啟動(dòng)類加上注解@EnableAsync

2、在需要被異步調(diào)用的方法外加上@Async

3、所使用的@Async注解方法的類對象應(yīng)該是Spring容器管理的bean對象；

啟動(dòng)類加上注解@EnableAsync：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class CollectorApplication {public static void main(String[] args) throws Exception {SpringApplication.run(CollectorApplication.class, args);}
}

在需要被異步調(diào)用的方法外加上@Async，同時(shí)類AsyncService加上注解@Service或者@Component，使其對象成為Spring容器管理的bean對象；

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
@Transactional
public class AsyncService {@Asyncpublic void asyncMethod(String s) {System.out.println("receive:" + s);}public void test() {System.out.println("test");asyncMethod();//同一個(gè)類里面調(diào)用異步方法}@Asyncpublic void test2() {AsyncService asyncService  = context.getBean(AsyncService.class);asyncService.asyncMethod();//異步}/*** 異布調(diào)用返回Future*/@Asyncpublic Future<String> asyncInvokeReturnFuture(int i) {System.out.println("asyncInvokeReturnFuture, parementer="+ i);Future<String> future;try {Thread.sleep(1000 * 1);future = new AsyncResult<String>("success:" + i);} catch (InterruptedException e) {future = new AsyncResult<String>("error");}return future;}
}//異步方法和普通的方法調(diào)用相同
asyncService.asyncMethod("123");
Future<String> future = asyncService.asyncInvokeReturnFuture(100);
System.out.println(future.get());

如果將一個(gè)類聲明為異步類@Async，那么這個(gè)類對外暴露的方法全部成為異步方法。

@Async
@Service
public class AsyncClass {public AsyncClass() {System.out.println("----init AsyncClass----");}volatile int index = 0;public void foo() {System.out.println("asyncclass foo, index:" + index);}public void foo(int i) {this.index = i;System.out.println("asyncclass foo, index:" + i);}public void bar(int i) {this.index = i;System.out.println("asyncclass bar, index:" + i);}
}

這里需要注意的是：

1、同一個(gè)類里面調(diào)用異步方法不生效：原因默認(rèn)類內(nèi)的方法調(diào)用不會(huì)被aop攔截，即調(diào)用方和被調(diào)用方是在同一個(gè)類中，是無法產(chǎn)生切面的，該對象沒有被Spring容器管理。即@Async方法不生效。

解決辦法：如果要使同一個(gè)類中的方法之間調(diào)用也被攔截，需要使用spring容器中的實(shí)例對象，而不是使用默認(rèn)的this，因?yàn)橥ㄟ^bean實(shí)例的調(diào)用才會(huì)被spring的aop攔截

本例使用方法：AsyncService asyncService = context.getBean(AsyncService.class); 然后使用這個(gè)引用調(diào)用本地的方法即可達(dá)到被攔截的目的

備注：這種方法只能攔截protected，default，public方法，private方法無法攔截。這個(gè)是spring aop的一個(gè)機(jī)制。

2、如果不自定義異步方法的線程池默認(rèn)使用SimpleAsyncTaskExecutor。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。并發(fā)大的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的性能問題。

3、異步方法返回類型只能有兩種：void和
java.util.concurrent.Future。

1）當(dāng)返回類型為void的時(shí)候，方法調(diào)用過程產(chǎn)生的異常不會(huì)拋到調(diào)用者層面，

可以通過注
AsyncUncaughtExceptionHandler來捕獲此類異常

2）當(dāng)返回類型為Future的時(shí)候，方法調(diào)用過程產(chǎn)生的異常會(huì)拋到調(diào)用者層面

三、定義通用線程池

自定義線程池，可對系統(tǒng)中線程池更加細(xì)粒度的控制，方便調(diào)整線程池大小配置，線程執(zhí)行異?？刂坪吞幚怼Ｔ谠O(shè)置系統(tǒng)自定義線程池代替默認(rèn)線程池時(shí)，雖可通過多種模式設(shè)置，但替換默認(rèn)線程池最終產(chǎn)生的線程池有且只能設(shè)置一個(gè)（不能設(shè)置多個(gè)類繼承 AsyncConfigurer）。自定義線程池有如下方式：

• 重新實(shí)現(xiàn)接口 AsyncConfigurer；
• 繼承 AsyncConfigurerSupport；
• 配置由自定義的 TaskExecutor 替代內(nèi)置的任務(wù)執(zhí)行器。

通過查看 Spring 源碼關(guān)于 @Async 的默認(rèn)調(diào)用規(guī)則，會(huì)優(yōu)先查詢源碼中實(shí)現(xiàn) AsyncConfigurer 這個(gè)接口的類，實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類為 AsyncConfigurerSupport。但默認(rèn)配置的線程池和異步處理方法均為空，所以，無論是繼承或者重新實(shí)現(xiàn)接口，都需指定一個(gè)線程池。且重新實(shí)現(xiàn) public Executor getAsyncExecutor () 方法。

實(shí)現(xiàn)接口 AsyncConfigurer

@Configurationpublic class AsyncConfiguration implements AsyncConfigurer {@Bean("taskExecutor")public ThreadPoolTaskExecutor executor() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();int corePoolSize = 10;executor.setCorePoolSize(corePoolSize);int maxPoolSize = 50;executor.setMaxPoolSize(maxPoolSize);int queueCapacity = 10;executor.setQueueCapacity(queueCapacity);executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());executor.setThreadNamePrefix( "asyncServiceExecutor-");executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);executor.setAwaitTerminationSeconds(awaitTerminationSeconds);executor.initialize();return executor;}@Overridepublic Executor getAsyncExecutor() {return executor();}}

繼承 AsyncConfigurerSupport

Configuration  
@EnableAsync  
class SpringAsyncConfigurer extends AsyncConfigurerSupport {  @Bean  public ThreadPoolTaskExecutor asyncExecutor() {  ThreadPoolTaskExecutor threadPool = new ThreadPoolTaskExecutor();  threadPool.setCorePoolSize(3);  threadPool.setMaxPoolSize(3);  threadPool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);  threadPool.setAwaitTerminationSeconds(60 * 15);  return threadPool;  }  @Override  public Executor getAsyncExecutor() {  return asyncExecutor;  }  
}

配置自定義的 TaskExecutor (建議采用方式)

在Spring Boot主類中定義一個(gè)線程池，public Executor taskExecutor() 方法用于自定義自己的線程池，線程池前綴”taskExecutor-”。如果不定義，則使用系統(tǒng)默認(rèn)的線程池。

@SpringBootApplication
public class Application {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Application.class, args);}@EnableAsync@Configurationclass TaskPoolConfig {@Beanpublic Executor taskExecutor1() {ThreadPoolTaskExecutor pool = new ThreadPoolTaskExecutor();pool.setCorePoolSize(5); //線程池活躍的線程數(shù)pool.setMaxPoolSize(10); //線程池最大活躍的線程數(shù)pool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);pool.setThreadNamePrefix("defaultExecutor");return pool;}@Bean("taskExecutor")public Executor taskExecutor2() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(10);executor.setMaxPoolSize(20);executor.setQueueCapacity(200);executor.setKeepAliveSeconds(60);executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);executor.setAwaitTerminationSeconds(60);return executor;}}
}

上面我們通過ThreadPoolTaskExecutor創(chuàng)建了一個(gè)線程池，同時(shí)設(shè)置了如下參數(shù)：

核心線程數(shù)10：線程池創(chuàng)建時(shí)初始化的線程數(shù)

最大線程數(shù)20：線程池最大的線程數(shù)，只有在緩沖隊(duì)列滿了之后才會(huì)申請超過核心線程數(shù)的線程

緩沖隊(duì)列200：用來緩沖執(zhí)行任務(wù)的隊(duì)列

允許線程的空閑時(shí)間60秒：超過了核心線程數(shù)之外的線程，在空閑時(shí)間到達(dá)之后會(huì)被銷毀

線程池名的前綴：設(shè)置好了之后可以方便我們定位處理任務(wù)所在的線程池

線程池對拒絕任務(wù)的處理策略：此處采用了CallerRunsPolicy策略，當(dāng)線程池沒有處理能力的時(shí)候，該策略會(huì)直接在execute方法的調(diào)用線程中運(yùn)行被拒絕的任務(wù)；如果執(zhí)行程序已被關(guān)閉，則會(huì)丟棄該任務(wù)

設(shè)置線程池關(guān)閉的時(shí)候等待所有任務(wù)都完成再繼續(xù)銷毀其他的Bean

設(shè)置線程池中任務(wù)的等待時(shí)間，如果超過這個(gè)時(shí)候還沒有銷毀就強(qiáng)制銷毀，以確保應(yīng)用最后能夠被關(guān)閉，而不是阻塞住

也可以單獨(dú)類來配置線程池：

/*** 線程池參數(shù)配置，多個(gè)線程池實(shí)現(xiàn)線程池隔離，@Async注解，默認(rèn)使用系統(tǒng)自定義線程池，可在項(xiàng)目中設(shè)置多個(gè)線程池，在異步調(diào)用的時(shí)候，指明需要調(diào)用的線程池名稱，比如：@Async("taskName")**/
@EnableAsync
@Configuration
public class TaskPoolConfig {@Bean("taskExecutor")public Executor taskExecutor() {//返回可用處理器的Java虛擬機(jī)的數(shù)量 12int i = Runtime.getRuntime().availableProcessors();System.out.println("系統(tǒng)最大線程數(shù)  ： " + i);ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();//核心線程池大小executor.setCorePoolSize(16);//最大線程數(shù)executor.setMaxPoolSize(20);//配置隊(duì)列容量，默認(rèn)值為Integer.MAX_VALUEexecutor.setQueueCapacity(99999);//活躍時(shí)間executor.setKeepAliveSeconds(60);//線程名字前綴executor.setThreadNamePrefix("asyncServiceExecutor -");//設(shè)置此執(zhí)行程序應(yīng)該在關(guān)閉時(shí)阻止的最大秒數(shù)，以便在容器的其余部分繼續(xù)關(guān)閉之前等待剩余的任務(wù)完成他們的執(zhí)行executor.setAwaitTerminationSeconds(60);//等待所有的任務(wù)結(jié)束后再關(guān)閉線程池executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);return executor;}
}

四、異步方法使用線程池

@Async(“線程池名稱”)，指定value使用自己定義的線程池：

只需要在@Async注解中指定線程池名即可

@Component
public class Task {//默認(rèn)使用線程池@Asyncpublic void doTaskOne() throws Exception {System.out.println("開始做任務(wù)");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("完成任務(wù)耗時(shí)：" + (end - start) + "毫秒");}//根據(jù)Bean Name指定特定線程池@Async("taskExecutor")public void doTaskOne() throws Exception {System.out.println("開始做任務(wù)");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("完成任務(wù)耗時(shí)：" + (end - start) + "毫秒");}
}

注意事項(xiàng)（一定注意）

在使用@Async注解時(shí)，很多小伙伴都會(huì)發(fā)現(xiàn)異步使用失敗。主要原因是異步方法的定義出了問題。

1、異步方法不能使用static修飾

2、異步類沒有使用@Component注解（或其他注解）導(dǎo)致spring無法掃描到異步類

3、異步方法和調(diào)用異步方法的方法不能在同一個(gè)類

4、類中需要使用@Autowired或@Resource等注解自動(dòng)注入，不能自己手動(dòng)new對象

5、如果使用SpringBoot框架必須在啟動(dòng)類中增加@EnableAsync注解?

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