SpringBoot系列 - 异步线程池

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在项目中，当访问其他人的接口较慢或者做耗时任务时，不想程序一直卡在耗时任务上，想程序能够并行执行， 我们可以使用多线程来并行的处理任务，也可以使用spring提供的异步处理方式@Async。

Spring异步线程池的接口类，其实质是java.util.concurrent.Executor。

Spring 已经实现的异常线程池：

  1. SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程。
  2. SyncTaskExecutor：这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作，只适用于不需要多线程的地方
  3. ConcurrentTaskExecutor：Executor的适配类，不推荐使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不满足要求时，才用考虑使用这个类
  4. SimpleThreadPoolTaskExecutor：是Quartz的SimpleThreadPool的类。线程池同时被quartz和非quartz使用，才需要使用此类
  5. ThreadPoolTaskExecutor：最常使用，推荐。其实质是对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包装

在异步处理的方法上添加注解@Async，就会启动一个新的线程去执行。

开启异步配置

SpringBoot中开启异步支持非常简单，只需要在配置类上面加上注解@EnableAsync，同时定义自己的线程池即可。 也可以不定义自己的线程池，则使用系统默认的线程池。这个注解可以放在Application启动类上，但是更推荐放在配置类上面。

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@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {
    // 省略...
}

异步处理方法分为不返回结果和返回结果，这两者的处理是有区别的。

返回void

没有结果返回的示例：

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@Component
public class AsyncTask {
    @Async
    public void dealNoReturnTask(){
        log.info("返回值为void的异步调用开始" + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log.info("返回值为void的异步调用结束" + Thread.currentThread().getName());
    }
}

返回Future

异步调用返回数据，Future表示在未来某个点获取执行结果，返回数据类型可以自定义

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@Async
public Future<String> dealHaveReturnTask(int i) {
    log.info("asyncInvokeReturnFuture, parementer=" + i);
    Future<String> future;
    try {
        Thread.sleep(1000 * i);
        future = new AsyncResult<String>("success:" + i);
    } catch (InterruptedException e) {
        future = new AsyncResult<String>("error");
    }
    return future;
}

以上的异步方法和普通的方法调用相同：

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Future<String> future = asyncDemo.asyncInvokeReturnFuture(100);
System.out.println(future.get());

异常处理

我们可以实现AsyncConfigurer接口，也可以继承AsyncConfigurerSupport类来实现。

在方法getAsyncExecutor()中创建线程池的时候，必须使用 executor.initialize()，不然在调用时会报线程池未初始化的异常。

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@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10);
        executor.setMaxPoolSize(100);
        executor.setQueueCapacity(100);
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        executor.setAwaitTerminationSeconds(60 * 10);
        executor.setThreadNamePrefix("AsyncThread-");
        executor.initialize(); //如果不初始化，导致找到不到执行器
        return executor;
    }
    @Override
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
        return new AsyncExceptionHandler();
    }
}

异步异常处理类：

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public class AsyncExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncExceptionHandler.class);
    
    @Override
    public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
        log.info("Async method has uncaught exception, params: " + params);

        if (ex instanceof AsyncException) {
            AsyncException asyncException = (AsyncException) ex;
            log.info("asyncException:"  + asyncException.getMsg());
        }

        log.error("Exception :", ex);
    }
}

异步处理异常类：

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public class AsyncException extends Exception {
    private int code;
    private String msg;
    
    public int getCode() {
        return code;
    }

    public void setCode(int code) {
        this.code = code;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }

    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
}

在调用方法时，可能出现方法中抛出异常的情况。Spring对于2种异步方法的异常处理机制如下：

  1. 对于方法返回值是Futrue的异步方法: a) 在调用future的get时捕获异常; b) 在异常方法中直接捕获异常
  2. 对于返回值是void的异步方法：通过AsyncUncaughtExceptionHandler处理异常

测试代码

最后写个测试代码看看是否跟预期一致：

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/**
 * 测试异步任务
 */
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class ApplicationTests {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ApplicationTests.class);
    @Autowired
    private AsyncTask asyncTask;

    @Test
    public void testAsync() throws InterruptedException, ExecutionException {
        asyncTask.dealNoReturnTask();
        Future<String> f = asyncTask.dealHaveReturnTask(5);
        log.info("主线程执行finished");
        log.info(f.get());
    }
}

执行日志如下：

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INFO 4180 --- [           main] com.xncoding.pos.ApplicationTests         : 主线程执行finished
INFO 4180 --- [  AsyncThread-2] com.xncoding.pos.async.AsyncTask          : asyncInvokeReturnFuture, parementer=5
INFO 4180 --- [  AsyncThread-1] com.xncoding.pos.async.AsyncTask          : 返回值为void的异步调用开始AsyncThread-1
INFO 4180 --- [  AsyncThread-1] com.xncoding.pos.async.AsyncTask          : 返回值为void的异步调用结束AsyncThread-1
INFO 4180 --- [           main] com.xncoding.pos.ApplicationTests         : success:5
INFO 4180 --- [       Thread-4] o.s.w.c.s.GenericWebApplicationContext   : Closing ....
INFO 4180 --- [       Thread-4] com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource   : {dataSource-1} closed

根据日志的线程名称很清楚的看出，每个异步方法在线程池的不同线程中执行。

FAQ

实际运行中，还出现过一个问题，一个Service中的方法调用自己的另一个方法，然后我将这个方法加上@Async注解，然而并不起作用。 异步方法都应该放到单独的异步任务Bean里面去，然后将这个Bean注入到Service中即可。

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@Service
public class DeviceService {

    @Resource
    private AsyncTask asyncTask;
    
    public int unbind(Integer id, ManagerInfo managerInfo) {
        // 前面省略...
        
        // 开始异步推送消息
        asyncTask.pushUnbindMsg(managerInfo, pos, location);
    }
}

GitHub源码

springboot-async