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1、前言

在現(xiàn)代Java應用程序中，異步處理是提高性能和響應速度的重要手段之一，比如博主之前分享的【Spring Boot 使用自定義注解和自定義線程池實現(xiàn)異步日志記錄】，就是采用了異步處理來實現(xiàn)日志記錄，而在Spring Boot中它提供了@Async注解來簡化異步編程，今天博主就來和小伙伴們分享本@Async注解的基本使用、實現(xiàn)原理以及應用場景。

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2、@Async注解的基本使用

@Async注解用于標注方法，使其在獨立的線程中異步執(zhí)行。Spring Boot提供了一種簡單的方法來啟用異步方法調用，只需在配置類或主類上添加@EnableAsync注解

? 引入依賴

在 Spring Boot 項目 pom.xml 文件中添加必要的依賴：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

? 啟用異步支持

在Spring Boot應用的配置類或主類上啟用異步支持 @EnableAsync：

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

? 定義異步方法

使用@Async注解定義異步方法。例如：創(chuàng)建一個服務類AsyncService

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class AsyncService {@Asyncpublic void asyncMethod() {try {Thread.sleep(5000); // 模擬耗時操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("異步方法執(zhí)行完成");}
}

? 調用異步方法

在需要調用異步方法的地方，通過注入AsyncService并調用其異步方法

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
@RequestMapping("/api")
public class AsyncController {@Autowiredprivate AsyncService asyncService;@GetMapping("/async")public String callAsyncMethod() {asyncService.asyncMethod();return "異步方法已調用";}
}

最后請求訪問Controller/api/async , 會發(fā)現(xiàn)Controller立即返回響應，而asyncMethod將在獨立線程中執(zhí)行，5秒后控制臺輸出：異步方法執(zhí)行完成

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3、@Async注解的實現(xiàn)原理

@Async注解的實現(xiàn)依賴于Spring的AOP（面向切面編程）和TaskExecutor

? TaskExecutor

Spring 使用TaskExecutor來處理異步任務。默認情況下，Spring Boot使用SimpleAsyncTaskExecutor，但我們也可以自定義TaskExecutor來控制線程池

自定義TaskExecutor
我們可以通過@Bean注解定義自定義的TaskExecutor

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;@Configuration
public class AsyncConfig {@Bean(name = "taskExecutor")public Executor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(5);executor.setMaxPoolSize(10);executor.setQueueCapacity(25);executor.setThreadNamePrefix("AsyncThread-");executor.initialize();return executor;}
}

? AOP代理

@Async注解通過Spring AOP代理來實現(xiàn)異步調用。當標注為@Async的方法被調用時，Spring AOP會攔截調用并在TaskExecutor的線程池中異步執(zhí)行該方法

? 異步方法返回值

@Async注解的方法可以返回void、Future、CompletableFuture等類型，如下代碼

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;@Service
public class AsyncService {@Asyncpublic CompletableFuture<String> asyncMethodWithReturn() {try {Thread.sleep(5000); // 模擬耗時操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return CompletableFuture.completedFuture("異步方法返回結果");}
}

調用帶返回值的異步方法：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;@RestController
public class AsyncController {@Autowiredprivate AsyncService asyncService;@GetMapping("/asyncWithReturn")public CompletableFuture<String> callAsyncMethodWithReturn() {return asyncService.asyncMethodWithReturn();}
}

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4、應用場景

@Async注解適用于各種需要異步處理的場景，例如：

? 后臺任務處理

在Web應用中，有些任務（如發(fā)送郵件、生成報告）耗時較長，可以使用@Async異步處理，使用戶無需等待任務完成即可獲得響應。

? 并行處理

對于可以并行處理的任務，如并行數(shù)據(jù)處理、并行調用多個外部服務，使用@Async可以提高效率。

? 提高系統(tǒng)吞吐量

通過異步調用，可以充分利用多線程資源，提高系統(tǒng)的吞吐量和響應速度。

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5、常見問題及解決方案

5.1、@Async方法調用無效

如果在同一個類中調用@Async注解的方法，異步調用可能無效。這是因為Spring AOP代理無法攔截同一類中的@Async。

解決方法：將異步方法放到另一個類中，通過依賴注入進行調用

5.2、異常處理

異步方法中的異常不會自動傳播到調用方?？梢允褂?code>CompletableFuture處理異常，見下面演示代碼

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;@Service
public class AsyncService {@Asyncpublic CompletableFuture<String> asyncMethodWithException() {try {Thread.sleep(5000); // 模擬耗時操作throw new RuntimeException("異常發(fā)生");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return CompletableFuture.completedFuture("異步方法完成");}
}

處理異常：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.util.concurrent.CompletableFuture;@RestController
public class AsyncController {@Autowiredprivate AsyncService asyncService;@GetMapping("/asyncWithException")public CompletableFuture<String> callAsyncMethodWithException() {return asyncService.asyncMethodWithException().exceptionally(ex -> "處理異常：" + ex.getMessage());}
}

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6、結語

Spring Boot的@Async注解提供了一種簡潔且強大的方式來實現(xiàn)異步處理。通過啟用異步支持、定義異步方法并自定義TaskExecutor，可以高效地處理各種異步任務。掌握@Async注解的使用和原理，有助于提升應用程序的性能和響應速度。

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