都在建議，不要直接使用 @Async 注解，為什么？

本文講述@Async注解，在Spring體系中的應(yīng)用。本文僅說(shuō)明@Async注解的應(yīng)用規(guī)則，對(duì)于原理，調(diào)用邏輯，源碼分析，暫不介紹。對(duì)于異步方法調(diào)用，從Spring3開(kāi)始提供了@Async注解，該注解可以被標(biāo)注在方法上，以便異步地調(diào)用該方法。調(diào)用者將在調(diào)用時(shí)立即返回，方法的實(shí)際執(zhí)行將提交給Spring TaskExecutor的任務(wù)中，由指定的線(xiàn)程池中的線(xiàn)程執(zhí)行。

在項(xiàng)目應(yīng)用中，@Async調(diào)用線(xiàn)程池，推薦使用自定義線(xiàn)程池的模式。自定義線(xiàn)程池常用方案：重新實(shí)現(xiàn)接口A(yíng)syncConfigurer。

| 簡(jiǎn)介

應(yīng)用場(chǎng)景

同步：?同步就是整個(gè)處理過(guò)程順序執(zhí)行，當(dāng)各個(gè)過(guò)程都執(zhí)行完畢，并返回結(jié)果。

異步：?異步調(diào)用則是只是發(fā)送了調(diào)用的指令，調(diào)用者無(wú)需等待被調(diào)用的方法完全執(zhí)行完畢；而是繼續(xù)執(zhí)行下面的流程。

例如， 在某個(gè)調(diào)用中，需要順序調(diào)用 A, B, C三個(gè)過(guò)程方法；如他們都是同步調(diào)用，則需要將他們都順序執(zhí)行完畢之后，方算作過(guò)程執(zhí)行完畢；如B為一個(gè)異步的調(diào)用方法，則在執(zhí)行完A之后，調(diào)用B，并不等待B完成，而是執(zhí)行開(kāi)始調(diào)用C，待C執(zhí)行完畢之后，就意味著這個(gè)過(guò)程執(zhí)行完畢了。在Java中，一般在處理類(lèi)似的場(chǎng)景之時(shí)，都是基于創(chuàng)建獨(dú)立的線(xiàn)程去完成相應(yīng)的異步調(diào)用邏輯，通過(guò)主線(xiàn)程和不同的業(yè)務(wù)子線(xiàn)程之間的執(zhí)行流程，從而在啟動(dòng)獨(dú)立的線(xiàn)程之后，主線(xiàn)程繼續(xù)執(zhí)行而不會(huì)產(chǎn)生停滯等待的情況。

Spring 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)程池

SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的線(xiàn)程池，這個(gè)類(lèi)不重用線(xiàn)程，默認(rèn)每次調(diào)用都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的線(xiàn)程。

SyncTaskExecutor：這個(gè)類(lèi)沒(méi)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(xiàn)程的地方。

ConcurrentTaskExecutor：Executor的適配類(lèi)，不推薦使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不滿(mǎn)足要求時(shí)，才用考慮使用這個(gè)類(lèi)。

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

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

異步的方法有：

1. 最簡(jiǎn)單的異步調(diào)用，返回值為void。

2. 帶參數(shù)的異步調(diào)用，異步方法可以傳入?yún)?shù)。

3. 存在返回值，常調(diào)用返回Future。

| Spring中啟用@Async

//?基于Java配置的啟用方式：
@Configuration
@EnableAsync
public?class?SpringAsyncConfig?{?...?}

// Spring boot啟用：
@EnableAsync
@EnableTransactionManagement
public?class?SettlementApplication?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????SpringApplication.run(SettlementApplication.class,?args);
????}
}

| @Async應(yīng)用默認(rèn)線(xiàn)程池

Spring應(yīng)用默認(rèn)的線(xiàn)程池，指在@Async注解在使用時(shí)，不指定線(xiàn)程池的名稱(chēng)。查看源碼，@Async的默認(rèn)線(xiàn)程池為SimpleAsyncTaskExecutor。

無(wú)返回值調(diào)用

基于@Async無(wú)返回值調(diào)用，直接在使用類(lèi)，使用方法（建議在使用方法）上，加上注解。若需要拋出異常，需手動(dòng)new一個(gè)異常拋出。

/**
?????*?帶參數(shù)的異步調(diào)用?異步方法可以傳入?yún)?shù)
?????*??對(duì)于返回值是void，異常會(huì)被AsyncUncaughtExceptionHandler處理掉
?????*?@param?s
?????*/
????@Async
????public?void?asyncInvokeWithException(String?s)?{
????????log.info("asyncInvokeWithParameter,?parementer={}",?s);
????????throw?new?IllegalArgumentException(s);
????}

有返回值Future調(diào)用

/**
?????*?異常調(diào)用返回Future
?????*??對(duì)于返回值是Future，不會(huì)被AsyncUncaughtExceptionHandler處理，需要我們?cè)诜椒ㄖ胁东@異常并處理
?????*??或者在調(diào)用方在調(diào)用Futrue.get時(shí)捕獲異常進(jìn)行處理
?????*
?????*?@param?i
?????*?@return
?????*/
????@Async
????public?Future?asyncInvokeReturnFuture(int?i)?{
????????log.info("asyncInvokeReturnFuture,?parementer={}",?i);
????????Future?future;
????????try?{
????????????Thread.sleep(1000?*?1);
????????????future?=?new?AsyncResult("success:"?+?i);
????????????throw?new?IllegalArgumentException("a");
????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????future?=?new?AsyncResult("error");
????????}?catch(IllegalArgumentException?e){
????????????future?=?new?AsyncResult("error-IllegalArgumentException");
????????}
????????return?future;
????}

有返回值CompletableFuture調(diào)用

CompletableFuture 并不使用@Async注解，可達(dá)到調(diào)用系統(tǒng)線(xiàn)程池處理業(yè)務(wù)的功能。

JDK5新增了Future接口，用于描述一個(gè)異步計(jì)算的結(jié)果。雖然 Future 以及相關(guān)使用方法提供了異步執(zhí)行任務(wù)的能力，但是對(duì)于結(jié)果的獲取卻是很不方便，只能通過(guò)阻塞或者輪詢(xún)的方式得到任務(wù)的結(jié)果。阻塞的方式顯然和我們的異步編程的初衷相違背，輪詢(xún)的方式又會(huì)耗費(fèi)無(wú)謂的 CPU 資源，而且也不能及時(shí)地得到計(jì)算結(jié)果。

CompletionStage代表異步計(jì)算過(guò)程中的某一個(gè)階段，一個(gè)階段完成以后可能會(huì)觸發(fā)另外一個(gè)階段

一個(gè)階段的計(jì)算執(zhí)行可以是一個(gè)Function，Consumer或者Runnable。比如：stage.thenApply(x -> square(x)).thenAccept(x -> System.out.print(x)).thenRun(() -> System.out.println())。

一個(gè)階段的執(zhí)行可能是被單個(gè)階段的完成觸發(fā)，也可能是由多個(gè)階段一起觸發(fā)。

在Java8中，CompletableFuture提供了非常強(qiáng)大的Future的擴(kuò)展功能，可以幫助我們簡(jiǎn)化異步編程的復(fù)雜性，并且提供了函數(shù)式編程的能力，可以通過(guò)回調(diào)的方式處理計(jì)算結(jié)果，也提供了轉(zhuǎn)換和組合 CompletableFuture 的方法。

• 它可能代表一個(gè)明確完成的Future，也有可能代表一個(gè)完成階段（ CompletionStage ），它支持在計(jì)算完成以后觸發(fā)一些函數(shù)或執(zhí)行某些動(dòng)作。
• 它實(shí)現(xiàn)了Future和CompletionStage接口。

/**
?????*?數(shù)據(jù)查詢(xún)線(xiàn)程池
?????*/
????private?static?final?ThreadPoolExecutor?SELECT_POOL_EXECUTOR?=?new?ThreadPoolExecutor(10,?20,?5000,
????????????TimeUnit.MILLISECONDS,?new?LinkedBlockingQueue<>(1024),?new?ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("selectThreadPoolExecutor-%d").build());

//?tradeMapper.countTradeLog(tradeSearchBean)方法表示，獲取數(shù)量，返回值為int
?//?獲取總條數(shù)
????????CompletableFuture?countFuture?=?CompletableFuture
????????????????.supplyAsync(()?->?tradeMapper.countTradeLog(tradeSearchBean),?SELECT_POOL_EXECUTOR);
//?同步阻塞
????CompletableFuture.allOf(countFuture).join();
//?獲取結(jié)果
?int?count?=?countFuture.get();

默認(rèn)線(xiàn)程池的弊端

在線(xiàn)程池應(yīng)用中，參考阿里巴巴java開(kāi)發(fā)規(guī)范：線(xiàn)程池不允許使用Executors去創(chuàng)建，不允許使用系統(tǒng)默認(rèn)的線(xiàn)程池，推薦通過(guò)ThreadPoolExecutor的方式，這樣的處理方式讓開(kāi)發(fā)的工程師更加明確線(xiàn)程池的運(yùn)行規(guī)則，規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。Executors各個(gè)方法的弊端：

• newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor：主要問(wèn)題是堆積的請(qǐng)求處理隊(duì)列可能會(huì)耗費(fèi)非常大的內(nèi)存，甚至OOM。
• newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool：要問(wèn)題是線(xiàn)程數(shù)最大數(shù)是Integer.MAX_VALUE，可能會(huì)創(chuàng)建數(shù)量非常多的線(xiàn)程，甚至OOM。

@Async默認(rèn)異步配置使用的是SimpleAsyncTaskExecutor，該線(xiàn)程池默認(rèn)來(lái)一個(gè)任務(wù)創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程，若系統(tǒng)中不斷的創(chuàng)建線(xiàn)程，最終會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)占用內(nèi)存過(guò)高，引發(fā)OutOfMemoryError錯(cuò)誤。針對(duì)線(xiàn)程創(chuàng)建問(wèn)題，SimpleAsyncTaskExecutor提供了限流機(jī)制，通過(guò)concurrencyLimit屬性來(lái)控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)concurrencyLimit>=0時(shí)開(kāi)啟限流機(jī)制，默認(rèn)關(guān)閉限流機(jī)制即concurrencyLimit=-1，當(dāng)關(guān)閉情況下，會(huì)不斷創(chuàng)建新的線(xiàn)程來(lái)處理任務(wù)。基于默認(rèn)配置，SimpleAsyncTaskExecutor并不是嚴(yán)格意義的線(xiàn)程池，達(dá)不到線(xiàn)程復(fù)用的功能。

| @Async應(yīng)用自定義線(xiàn)程池

自定義線(xiàn)程池，可對(duì)系統(tǒng)中線(xiàn)程池更加細(xì)粒度的控制，方便調(diào)整線(xiàn)程池大小配置，線(xiàn)程執(zhí)行異常控制和處理。在設(shè)置系統(tǒng)自定義線(xiàn)程池代替默認(rèn)線(xiàn)程池時(shí)，雖可通過(guò)多種模式設(shè)置，但替換默認(rèn)線(xiàn)程池最終產(chǎn)生的線(xiàn)程池有且只能設(shè)置一個(gè)（不能設(shè)置多個(gè)類(lèi)繼承AsyncConfigurer）。自定義線(xiàn)程池有如下模式：

• 重新實(shí)現(xiàn)接口A(yíng)syncConfigurer；
• 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(guò)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(xún)?cè)创a中實(shí)現(xiàn)AsyncConfigurer這個(gè)接口的類(lèi)，實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類(lèi)為AsyncConfigurerSupport。但默認(rèn)配置的線(xiàn)程池和異步處理方法均為空，所以，無(wú)論是繼承或者重新實(shí)現(xiàn)接口，都需指定一個(gè)線(xiàn)程池。且重新實(shí)現(xiàn)?public Executor getAsyncExecutor()方法。

實(shí)現(xiàn)接口A(yíng)syncConfigurer

@Configuration
?public?class?AsyncConfiguration?implements?AsyncConfigurer?{
?????@Bean("kingAsyncExecutor")
?????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());
?????????String?threadNamePrefix?=?"kingDeeAsyncExecutor-";
?????????executor.setThreadNamePrefix(threadNamePrefix);
?????????executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
?????????//?使用自定義的跨線(xiàn)程的請(qǐng)求級(jí)別線(xiàn)程工廠(chǎng)類(lèi)19?????????int?awaitTerminationSeconds?=?5;
?????????executor.setAwaitTerminationSeconds(awaitTerminationSeconds);
?????????executor.initialize();
?????????return?executor;
?????}
?
?????@Override
?????public?Executor?getAsyncExecutor()?{
?????????return?executor();
?????}
?
?????@Override
?????public?AsyncUncaughtExceptionHandler?getAsyncUncaughtExceptionHandler()?{
?????????return?(ex,?method,?params)?->?ErrorLogger.getInstance().log(String.format("執(zhí)行異步任務(wù)'%s'",?method),?ex);
?????}
?}

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;??
}??

??@Override??
????public?AsyncUncaughtExceptionHandler?getAsyncUncaughtExceptionHandler()?{
????return?(ex,?method,?params)?->?ErrorLogger.getInstance().log(String.format("執(zhí)行異步任務(wù)'%s'",?method),?ex);
}
}

配置自定義的TaskExecutor

由于A(yíng)syncConfigurer的默認(rèn)線(xiàn)程池在源碼中為空，Spring通過(guò)beanFactory.getBean(TaskExecutor.class)先查看是否有線(xiàn)程池，未配置時(shí)，通過(guò)beanFactory.getBean(DEFAULT_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME, Executor.class)，又查詢(xún)是否存在默認(rèn)名稱(chēng)為T(mén)askExecutor的線(xiàn)程池。所以可以在項(xiàng)目中，定義名稱(chēng)為T(mén)askExecutor的bean生成一個(gè)默認(rèn)線(xiàn)程池。也可不指定線(xiàn)程池的名稱(chēng)，申明一個(gè)線(xiàn)程池，本身底層是基于TaskExecutor.class便可。比如：

Executor.class:ThreadPoolExecutorAdapter->ThreadPoolExecutor->AbstractExecutorService->ExecutorService->Executor

這樣的模式，最終底層為Executor.class，在替換默認(rèn)的線(xiàn)程池時(shí)，需設(shè)置默認(rèn)的線(xiàn)程池名稱(chēng)為T(mén)askExecutor。

TaskExecutor.class:ThreadPoolTaskExecutor->SchedulingTaskExecutor->AsyncTaskExecutor->TaskExecutor

這樣的模式，最終底層為TaskExecutor.class，在替換默認(rèn)的線(xiàn)程池時(shí)，可不指定線(xiàn)程池名稱(chēng)。

@EnableAsync
?@Configuration
?public?class?TaskPoolConfig?{
?????@Bean(name?=?AsyncExecutionAspectSupport.DEFAULT_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME)
?????public?Executor?taskExecutor()?{
?????????ThreadPoolTaskExecutor?executor?=?new?ThreadPoolTaskExecutor();
??????????//核心線(xiàn)程池大小
?????????executor.setCorePoolSize(10);
?????????//最大線(xiàn)程數(shù)
?????????executor.setMaxPoolSize(20);
?????????//隊(duì)列容量
?????????executor.setQueueCapacity(200);
?????????//活躍時(shí)間
?????????executor.setKeepAliveSeconds(60);
?????????//線(xiàn)程名字前綴
?????????executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
?????????executor.setRejectedExecutionHandler(new?ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
?????????return?executor;
?????}
????@Bean(name?=?"new_task")
?????public?Executor?taskExecutor()?{
?????????ThreadPoolTaskExecutor?executor?=?new?ThreadPoolTaskExecutor();
??????????//核心線(xiàn)程池大小
?????????executor.setCorePoolSize(10);
?????????//最大線(xiàn)程數(shù)
?????????executor.setMaxPoolSize(20);
?????????//隊(duì)列容量
?????????executor.setQueueCapacity(200);
?????????//活躍時(shí)間
?????????executor.setKeepAliveSeconds(60);
?????????//線(xiàn)程名字前綴
?????????executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
?????????executor.setRejectedExecutionHandler(new?ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
?????????return?executor;
?????}
?}

多個(gè)線(xiàn)程池

@Async注解，使用系統(tǒng)默認(rèn)或者自定義的線(xiàn)程池（代替默認(rèn)線(xiàn)程池）。可在項(xiàng)目中設(shè)置多個(gè)線(xiàn)程池，在異步調(diào)用時(shí)，指明需要調(diào)用的線(xiàn)程池名稱(chēng)，如@Async("new_task")。

| @Async部分重要源碼解析

源碼-獲取線(xiàn)程池方法

源碼-設(shè)置默認(rèn)線(xiàn)程池defaultExecutor，默認(rèn)是空的，當(dāng)重新實(shí)現(xiàn)接口A(yíng)syncConfigurer的getAsyncExecutor()時(shí)，可以設(shè)置默認(rèn)的線(xiàn)程池。

源碼-尋找系統(tǒng)默認(rèn)線(xiàn)程池

源碼-都沒(méi)有找到項(xiàng)目中設(shè)置的默認(rèn)線(xiàn)程池時(shí)，采用spring 默認(rèn)的線(xiàn)程池