springboot異步

何爲異步調用

說異步調用前，我們說說它對應的同步調用。通常開發過程中，一般上我們都是同步調用，即：程序按定義的順序依次執行的過程，每一行代碼執行過程必須等待上一行代碼執行完畢後才執行。而異步調用指：程序在執行時，無需等待執行的返回值可繼續執行後面的代碼。顯而易見，同步有依賴相關性，而異步沒有，所以異步可併發執行，可提高執行效率，在相同的時間做更多的事情。

題外話：處理異步、同步外，還有一個叫回調。其主要是解決異步方法執行結果的處理方法，比如在希望異步調用結束時返回執行結果，這個時候就可以考慮使用回調機制。

Async異步調用

在SpringBoot中使用異步調用是很簡單的，只需要使用@Async註解即可實現方法的異步調用。

注意：需要在啓動類加入@EnableAsync使異步調用@Async註解生效。

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@SpringBootApplication @EnableAsync @Slf4j public class Chapter21Application {       public static void main(String[] args) {         SpringApplication.run(Chapter21Application.class, args);         log.info("Chapter21啓動!");     } }

@Async異步調用

使用@Async很簡單，只需要在需要異步執行的方法上加入此註解即可。這裏創建一個控制層和一個服務層，進行簡單示例下。

SyncService.java

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@Component public class SyncService {       @Async     public void asyncEvent() throws InterruptedException {         //休眠1s         Thread.sleep(1000);         //log.info("異步方法輸出：{}!", System.currentTimeMillis());     }       public void syncEvent() throws InterruptedException {         Thread.sleep(1000);         //log.info("同步方法輸出：{}!", System.currentTimeMillis());     }   }

控制層：AsyncController.java

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@RestController @Slf4j public class AsyncController {       @Autowired     SyncService syncService;       @GetMapping("/async")     public String doAsync() throws InterruptedException {         long start = System.currentTimeMillis();         log.info("方法執行開始：{}", start);         //調用同步方法         syncService.syncEvent();         long syncTime = System.currentTimeMillis();         log.info("同步方法用時：{}", syncTime - start);         //調用異步方法         syncService.asyncEvent();         long asyncTime = System.currentTimeMillis();         log.info("異步方法用時：{}", asyncTime - syncTime);         log.info("方法執行完成：{}!",asyncTime);         return "async!!!";     } }

應用啓動後，可以看見控制檯輸出:

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2018-08-16 22:21:35.949  INFO 17152 --- [nio-8080-exec-5] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 方法執行開始：1534429295949 2018-08-16 22:21:36.950  INFO 17152 --- [nio-8080-exec-5] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 同步方法用時：1001 2018-08-16 22:21:36.950  INFO 17152 --- [nio-8080-exec-5] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 異步方法用時：0 2018-08-16 22:21:36.950  INFO 17152 --- [nio-8080-exec-5] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 方法執行完成：1534429296950! 2018-08-16 22:21:37.950  INFO 17152 --- [cTaskExecutor-3] c.l.l.s.chapter21.service.SyncService    : 異步方法內部線程名稱：SimpleAsyncTaskExecutor-3!

可以看出，調用異步方法時，是立即返回的，基本沒有耗時。

這裏有幾點需要注意下：

1. 在默認情況下，未設置TaskExecutor時，默認是使用SimpleAsyncTaskExecutor這個線程池，但此線程不是真正意義上的線程池，因爲線程不重用，每次調用都會創建一個新的線程。可通過控制檯日誌輸出可以看出，每次輸出線程名都是遞增的。
2. 調用的異步方法，不能爲同一個類的方法，簡單來說，因爲Spring在啓動掃描時會爲其創建一個代理類，而同類調用時，還是調用本身的代理類的，所以和平常調用是一樣的。其他的註解如@Cache等也是一樣的道理，說白了，就是Spring的代理機製造成的。

自定義線程池

前面有提到，在默認情況下，系統使用的是默認的SimpleAsyncTaskExecutor進行線程創建。所以一般上我們會自定義線程池來進行線程的複用。

創建一個自定義的ThreadPoolTaskExecutor線程池：
Config.java

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@Configuration public class Config {       /**      * 配置線程池      * @return      */     @Bean(name = "asyncPoolTaskExecutor")     public ThreadPoolTaskExecutor getAsyncThreadPoolTaskExecutor() {         ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();         taskExecutor.setCorePoolSize(20);         taskExecutor.setMaxPoolSize(200);         taskExecutor.setQueueCapacity(25);         taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);         taskExecutor.setThreadNamePrefix("oKong-");         // 線程池對拒絕任務（無線程可用）的處理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默認爲後者         taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());         taskExecutor.initialize();         return taskExecutor;     } }

此時，使用的是就只需要在@Async加入線程池名稱即可：

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@Async("asyncPoolTaskExecutor")     public void asyncEvent() throws InterruptedException {         //休眠1s         Thread.sleep(1000);         log.info("異步方法內部線程名稱：{}!", Thread.currentThread().getName());     }

再次啓動應用，就可以看見已經是使用自定義的線程了。

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2018-08-16 22:32:02.676  INFO 4516 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 方法執行開始：1534429922676 2018-08-16 22:32:03.681  INFO 4516 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 同步方法用時：1005 2018-08-16 22:32:03.693  INFO 4516 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 異步方法用時：12 2018-08-16 22:32:03.693  INFO 4516 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 方法執行完成：1534429923693! 2018-08-16 22:32:04.694  INFO 4516 --- [        oKong-1] c.l.l.s.chapter21.service.SyncService    : 異步方法內部線程名稱：oKong-1!

這裏簡單說明下，關於ThreadPoolTaskExecutor參數說明：

1. corePoolSize：線程池維護線程的最少數量
2. keepAliveSeconds：允許的空閒時間,當超過了核心線程出之外的線程在空閒時間到達之後會被銷燬
3. maxPoolSize：線程池維護線程的最大數量,只有在緩衝隊列滿了之後纔會申請超過核心線程數的線程
4. queueCapacity：緩存隊列
5. rejectedExecutionHandler：線程池對拒絕任務（無線程可用）的處理策略。這裏採用了CallerRunsPolicy策略，當線程池沒有處理能力的時候，該策略會直接在 execute 方法的調用線程中運行被拒絕的任務；如果執行程序已關閉，則會丟棄該任務。還有一個是AbortPolicy策略：處理程序遭到拒絕將拋出運行時RejectedExecutionException。

而在一些場景下，若需要在關閉線程池時等待當前調度任務完成後纔開始關閉，可以通過簡單的配置，進行優雅的停機策略配置。關鍵就是通過setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true)和setAwaitTerminationSeconds方法。

• setWaitForTasksToCompleteOnShutdown:表明等待所有線程執行完，默認爲false。
• setAwaitTerminationSeconds:等待的時間，因爲不能無限的等待下去。

所以，線程池完整配置爲：

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@Bean(name = "asyncPoolTaskExecutor")     public ThreadPoolTaskExecutor getAsyncThreadPoolTaskExecutor() {         ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();         taskExecutor.setCorePoolSize(20);         taskExecutor.setMaxPoolSize(200);         taskExecutor.setQueueCapacity(25);         taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);         taskExecutor.setThreadNamePrefix("oKong-");         // 線程池對拒絕任務（無線程可用）的處理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默認爲後者         taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());         //調度器shutdown被調用時等待當前被調度的任務完成         taskExecutor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);         //等待時長         taskExecutor.setAwaitTerminationSeconds(60);         taskExecutor.initialize();         return taskExecutor;     }

異步回調及超時處理

對於一些業務場景下，需要異步回調的返回值時，就需要使用異步回調來完成了。主要就是通過Future進行異步回調。

異步回調

修改下異步方法的返回類型，加入Future。

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@Async("asyncPoolTaskExecutor") public Future<String> asyncEvent() throws InterruptedException {     //休眠1s     Thread.sleep(1000);     log.info("異步方法內部線程名稱：{}!", Thread.currentThread().getName());     return new AsyncResult<>("異步方法返回值"); }

其中AsyncResult是Spring提供的一個Future接口的子類。

然後通過isDone方法，判斷是否已經執行完畢。

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@GetMapping("/async")     public String doAsync() throws InterruptedException {         long start = System.currentTimeMillis();         log.info("方法執行開始：{}", start);         //調用同步方法         syncService.syncEvent();         long syncTime = System.currentTimeMillis();         log.info("同步方法用時：{}", syncTime - start);         //調用異步方法         Future<String> doFutrue = syncService.asyncEvent();         while(true) {             //判斷異步任務是否完成             if(doFutrue.isDone()) {                 break;             }             Thread.sleep(100);         }         long asyncTime = System.currentTimeMillis();         log.info("異步方法用時：{}", asyncTime - syncTime);         log.info("方法執行完成：{}!",asyncTime);         return "async!!!";     }

此時，控制檯輸出：

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2018-08-16 23:10:57.021  INFO 9072 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 方法執行開始：1534431237020 2018-08-16 23:10:58.025  INFO 9072 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 同步方法用時：1005 2018-08-16 23:10:59.037  INFO 9072 --- [        oKong-1] c.l.l.s.chapter21.service.SyncService    : 異步方法內部線程名稱：oKong-1! 2018-08-16 23:10:59.040  INFO 9072 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 異步方法用時：1015 2018-08-16 23:10:59.040  INFO 9072 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController     : 方法執行完成：1534431239040!

所以，當某個業務功能可以同時拆開一起執行時，可利用異步回調機制，可有效的減少程序執行時間，提高效率。

超時處理

對於一些需要異步回調的函數，不能無期限的等待下去，所以一般上需要設置超時時間，超時後可將線程釋放，而不至於一直堵塞而佔用資源。

對於Future配置超時，很簡單，通過get方法即可，具體如下：

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//get方法會一直堵塞，直到等待執行完成才返回 //get(long timeout, TimeUnit unit) 在設置時間類未返回結果，會直接排除異常TimeoutException，messages爲null String result = doFutrue.get(60, TimeUnit.SECONDS);//60s

超時後，會拋出異常TimeoutException類，此時可進行統一異常捕獲即可。