SpringBoot | 第二十一章：非同步開發之非同步呼叫
前言
上一章節，我們知道了如何進行非同步請求的處理。除了非同步請求，一般上我們用的比較多的應該是非同步呼叫。通常在開發過程中，會遇到一個方法是和實際業務無關的，沒有緊密性的。比如記錄日誌資訊等業務。這個時候正常就是啟一個新執行緒去做一些業務處理，讓主執行緒非同步的執行其他業務。所以，本章節重點說下在
SpringBoot中如何進行非同步呼叫及其相關知識和注意點。
一點知識
何為非同步呼叫
說非同步呼叫前，我們說說它對應的同步呼叫。通常開發過程中，一般上我們都是同步呼叫，即：程式按定義的順序依次執行的過程，每一行程式碼執行過程必須等待上一行程式碼執行完畢後才執行。而非同步呼叫指：程式在執行時，無需等待執行的返回值可繼續執行後面的程式碼。顯而易見，同步有依賴相關性，而非同步沒有，所以非同步可併發
題外話：處理非同步、同步外，還有一個叫回撥。其主要是解決非同步方法執行結果的處理方法，比如在希望非同步呼叫結束時返回執行結果，這個時候就可以考慮使用回撥機制。
Async非同步呼叫
在
SpringBoot中使用非同步呼叫是很簡單的，只需要使用@Async註解即可實現方法的非同步呼叫。
注意：需要在啟動類加入@EnableAsync使非同步呼叫@Async註解生效。
@SpringBootApplication
@EnableAsync
@Slf4j
public class Chapter21Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Chapter21Application.class, args);
log.info("Chapter21啟動!");
}
}@Async非同步呼叫
使用@Async很簡單，只需要在需要非同步執行的方法上加入此註解即可。這裡建立一個控制層和一個服務層，進行簡單示例下。
SyncService.java
@Component
public class SyncService {
@Async
public void asyncEvent() throws InterruptedException {
//休眠1s
Thread.sleep(1000);
//log.info("非同步方法輸出：{}!", 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
@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);
//呼叫同步方法
syncService.syncEvent();
long syncTime = System.currentTimeMillis();
log.info("同步方法用時：{}", syncTime - start);
//呼叫非同步方法
syncService.asyncEvent();
long asyncTime = System.currentTimeMillis();
log.info("非同步方法用時：{}", asyncTime - syncTime);
log.info("方法執行完成：{}!",asyncTime);
return "async!!!";
}
}
應用啟動後，可以看見控制檯輸出:
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 : 非同步方法用時：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 : 非同步方法內部執行緒名稱：SimpleAsyncTaskExecutor-3!
可以看出，呼叫非同步方法時，是立即返回的，基本沒有耗時。
這裡有幾點需要注意下：
- 在預設情況下，未設定
TaskExecutor時，預設是使用SimpleAsyncTaskExecutor這個執行緒池，但此執行緒不是真正意義上的執行緒池，因為執行緒不重用，每次呼叫都會建立一個新的執行緒。可通過控制檯日誌輸出可以看出，每次輸出執行緒名都是遞增的。 - 呼叫的非同步方法，不能為
同一個類的方法，簡單來說，因為Spring在啟動掃描時會為其建立一個代理類，而同類呼叫時，還是呼叫本身的代理類的，所以和平常呼叫是一樣的。其他的註解如@Cache等也是一樣的道理，說白了，就是Spring的代理機制造成的。
自定義執行緒池
前面有提到，在預設情況下，系統使用的是預設的
SimpleAsyncTaskExecutor進行執行緒建立。所以一般上我們會自定義執行緒池來進行執行緒的複用。
建立一個自定義的ThreadPoolTaskExecutor執行緒池：
Config.java
@Configuration
public class Config {
/**
* 配置執行緒池
* @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-");
// 執行緒池對拒絕任務（無執行緒可用）的處理策略，目前只支援AbortPolicy、CallerRunsPolicy；預設為後者
taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
taskExecutor.initialize();
return taskExecutor;
}
}
此時，使用的是就只需要在@Async加入執行緒池名稱即可：
@Async("asyncPoolTaskExecutor")
public void asyncEvent() throws InterruptedException {
//休眠1s
Thread.sleep(1000);
log.info("非同步方法內部執行緒名稱：{}!", Thread.currentThread().getName());
}
再次啟動應用，就可以看見已經是使用自定義的執行緒了。
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 : 非同步方法用時：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 : 非同步方法內部執行緒名稱：oKong-1!
這裡簡單說明下，關於ThreadPoolTaskExecutor引數說明：
- corePoolSize：執行緒池維護執行緒的最少數量
- keepAliveSeconds：允許的空閒時間,當超過了核心執行緒出之外的執行緒在空閒時間到達之後會被銷燬
- maxPoolSize：執行緒池維護執行緒的最大數量,只有在緩衝佇列滿了之後才會申請超過核心執行緒數的執行緒
- queueCapacity：快取佇列
- rejectedExecutionHandler：執行緒池對拒絕任務（無執行緒可用）的處理策略。這裡採用了
CallerRunsPolicy策略，當執行緒池沒有處理能力的時候，該策略會直接在 execute 方法的呼叫執行緒中執行被拒絕的任務；如果執行程式已關閉，則會丟棄該任務。還有一個是AbortPolicy策略：處理程式遭到拒絕將丟擲執行時RejectedExecutionException。
而在一些場景下，若需要在關閉執行緒池時等待當前排程任務完成後才開始關閉，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:表明等待所有執行緒執行完，預設為
false。 - setAwaitTerminationSeconds:等待的時間，因為不能無限的等待下去。
所以，執行緒池完整配置為：
@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-");
// 執行緒池對拒絕任務（無執行緒可用）的處理策略，目前只支援AbortPolicy、CallerRunsPolicy；預設為後者
taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
//排程器shutdown被呼叫時等待當前被排程的任務完成
taskExecutor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
//等待時長
taskExecutor.setAwaitTerminationSeconds(60);
taskExecutor.initialize();
return taskExecutor;
}
非同步回撥及超時處理
對於一些業務場景下，需要非同步回撥的返回值時，就需要使用非同步回撥來完成了。主要就是通過
Future進行非同步回撥。
非同步回撥
修改下非同步方法的返回型別，加入Future。
@Async("asyncPoolTaskExecutor")
public Future<String> asyncEvent() throws InterruptedException {
//休眠1s
Thread.sleep(1000);
log.info("非同步方法內部執行緒名稱：{}!", Thread.currentThread().getName());
return new AsyncResult<>("非同步方法返回值");
}
其中AsyncResult是Spring提供的一個Future介面的子類。
然後通過isDone方法，判斷是否已經執行完畢。
@GetMapping("/async")
public String doAsync() throws InterruptedException {
long start = System.currentTimeMillis();
log.info("方法執行開始：{}", start);
//呼叫同步方法
syncService.syncEvent();
long syncTime = System.currentTimeMillis();
log.info("同步方法用時：{}", syncTime - start);
//呼叫非同步方法
Future<String> doFutrue = syncService.asyncEvent();
while(true) {
//判斷非同步任務是否完成
if(doFutrue.isDone()) {
break;
}
Thread.sleep(100);
}
long asyncTime = System.currentTimeMillis();
log.info("非同步方法用時：{}", asyncTime - syncTime);
log.info("方法執行完成：{}!",asyncTime);
return "async!!!";
}
此時，控制檯輸出：
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 : 非同步方法內部執行緒名稱：oKong-1! 2018-08-16 23:10:59.040 INFO 9072 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.c.controller.AsyncController : 非同步方法用時：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，可利用非同步回撥機制，可有效的減少程式執行時間，提高效率。
超時處理
對於一些需要非同步回撥的函式，不能無期限的等待下去，所以一般上需要設定超時時間，超時後可將執行緒釋放，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：
//get方法會一直堵塞，直到等待執行完成才返回 //get(long timeout, TimeUnit unit) 在設定時間類未返回結果，會直接排除異常TimeoutException，messages為null String result = doFutrue.get(60, TimeUnit.SECONDS);//60s
超時後，會丟擲異常TimeoutException類，此時可進行統一異常捕獲即可。
參考資料
總結
本章節主要是講解了
非同步請求的使用及相關配置，如超時，異常等處理。在剝離一些和業務無關的操作時，就可以考慮使用非同步呼叫進行其他無關業務操作，以此提供業務的處理效率。或者一些業務場景下可拆分出多個方法進行同步執行又互不影響時，也可以考慮使用非同步呼叫方式提供執行效率。既然已經講解了非同步相關知識，下一章節就來介紹下定時任務的使用。
最後
目前網際網路上很多大佬都有
SpringBoot系列教程，如有雷同，請多多包涵了。本文是作者在電腦前一字一句敲的，每一步都是自己實踐的。若文中有所錯誤之處，還望提出，謝謝。