SpringBoot線程池異步調(diào)用

異步調(diào)用介紹

  1. 異步調(diào)用
    異步調(diào)用就是在不阻塞主線程的情況下執(zhí)行高耗時(shí)方法
  2. 常規(guī)異步
    通過(guò)開(kāi)啟新線程實(shí)現(xiàn)
  3. 在Springboot中啟用異步方法
    需要4個(gè)注解
    @EnableAsync 開(kāi)啟異步
    @Component 注冊(cè)異步組件
    @Async 標(biāo)注異步方法
    @Autowired 注入異步組件
  4. 進(jìn)行一次異步調(diào)用
    首先在一個(gè)Config類上標(biāo)注開(kāi)啟異步
    然后創(chuàng)建一個(gè)異步的組件類，就跟Service，Controller 一樣一樣的，用Component標(biāo)注，Service也行
    在類內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)異步方法，打上Async 標(biāo)記。這個(gè)方法必須是實(shí)例方法。
    然后就跟注入Service一樣一樣的了。
  5. 異步事務(wù)
    在Async 方法上標(biāo)注@Transactional是沒(méi)用的。
    在Async 方法調(diào)用的Service上標(biāo)注@Transactional 有效。
  6. 異步方法的內(nèi)部調(diào)用
    異步方法不支持內(nèi)部調(diào)用，也就是異步方法不能寫(xiě)在需要調(diào)用他的類的內(nèi)部。
    比如Class A 有a，b，c。b有Async標(biāo)注。此時(shí)a對(duì)b的異步調(diào)用是失效的。
  7. 為什么異步方法必須是實(shí)例方法
    因?yàn)閟tatic方法不能被Override。因?yàn)锧Async 異步方法的實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)注入一個(gè)代理類到Bean中，這個(gè)代理繼承這個(gè)Bean，需要覆寫(xiě)異步方法并執(zhí)行。
    然后這個(gè)東西，會(huì)被Spring放到自己維護(hù)的一個(gè)隊(duì)列中。等待線程池讀取并執(zhí)行。

線程池的使用

創(chuàng)建Service層的接口和實(shí)現(xiàn)

創(chuàng)建一個(gè)service層的接口AsyncService，如下：

public interface AsyncService {

    /**
     * 執(zhí)行異步任務(wù)
     */
    void executeAsync();
}

對(duì)應(yīng)的AsyncServiceImpl，實(shí)現(xiàn)如下：

@Service
public class AsyncServiceImpl implements AsyncService {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AsyncServiceImpl.class);

    @Override
    public void executeAsync() {
        logger.info("start executeAsync");
        try{
            Thread.sleep(1000);
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        logger.info("end executeAsync");
    }
}

這個(gè)方法做的事情很簡(jiǎn)單：sleep了一秒鐘；

創(chuàng)建controller

創(chuàng)建一個(gè)controller為Hello，里面定義一個(gè)http接口，做的事情是調(diào)用Service層的服務(wù)，如下：

@RestController
public class Hello {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Hello.class);

    @Autowired
    private AsyncService asyncService;

    @RequestMapping("/")
    public String submit(){
        logger.info("start submit");

        //調(diào)用service層的任務(wù)
        asyncService.executeAsync();

        logger.info("end submit");

        return "success";
    }
}

至此，我們已經(jīng)做好了一個(gè)http請(qǐng)求的服務(wù)，里面做的事情其實(shí)是同步的，接下來(lái)我們就開(kāi)始配置springboot的線程池服務(wù)，將service層做的事情都提交到線程池中去處理；

springboot的線程池配置

創(chuàng)建一個(gè)配置類ExecutorConfig，用來(lái)定義如何創(chuàng)建一個(gè)ThreadPoolTaskExecutor，要使用@Configuration和@EnableAsync這兩個(gè)注解，表示這是個(gè)配置類，并且是線程池的配置類，如下所示：

@Configuration
@EnableAsync
public class ExecutorConfig {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ExecutorConfig.class);

    @Bean
    public Executor asyncServiceExecutor() {
        logger.info("start asyncServiceExecutor");
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        //配置核心線程數(shù)
        executor.setCorePoolSize(5);
        //配置最大線程數(shù)
        executor.setMaxPoolSize(5);
        //配置隊(duì)列大小
        executor.setQueueCapacity(99999);
        //配置線程池中的線程的名稱前綴
        executor.setThreadNamePrefix("async-service-");

        // rejection-policy：當(dāng)pool已經(jīng)達(dá)到max size的時(shí)候，如何處理新任務(wù)
        // CALLER_RUNS：不在新線程中執(zhí)行任務(wù)，而是有調(diào)用者所在的線程來(lái)執(zhí)行
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        //執(zhí)行初始化
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

注意，上面的方法名稱為asyncServiceExecutor，稍后馬上用到；

將Service層的服務(wù)異步化

打開(kāi)AsyncServiceImpl.java，在executeAsync方法上增加注解@Async(“asyncServiceExecutor”)，asyncServiceExecutor是前面ExecutorConfig.java中的方法名，表明executeAsync方法進(jìn)入的線程池是asyncServiceExecutor方法創(chuàng)建的，如下：

@Override
    @Async("asyncServiceExecutor")
    public void executeAsync() {
        logger.info("start executeAsync");
        try{
            Thread.sleep(1000);
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        logger.info("end executeAsync");
    }

驗(yàn)證效果

  1. 將這個(gè)springboot運(yùn)行起來(lái)（pom.xml所在文件夾下執(zhí)行mvn spring-boot:run）；
  2. 在瀏覽器輸入：http://localhost:8080；
  3. 在瀏覽器用F5按鈕快速多刷新幾次；
  4. 在springboot的控制臺(tái)看見(jiàn)日志如下：
2018-01-21 22:43:18.630  INFO 14824 --- [nio-8080-exec-8] c.b.t.controller.Hello                   : start submit
2018-01-21 22:43:18.630  INFO 14824 --- [nio-8080-exec-8] c.b.t.controller.Hello                   : end submit
2018-01-21 22:43:18.929  INFO 14824 --- [async-service-1] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:18.930  INFO 14824 --- [async-service-1] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : start executeAsync
2018-01-21 22:43:19.005  INFO 14824 --- [async-service-2] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:19.006  INFO 14824 --- [async-service-2] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : start executeAsync
2018-01-21 22:43:19.175  INFO 14824 --- [async-service-3] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:19.175  INFO 14824 --- [async-service-3] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : start executeAsync
2018-01-21 22:43:19.326  INFO 14824 --- [async-service-4] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:19.495  INFO 14824 --- [async-service-5] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:19.930  INFO 14824 --- [async-service-1] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:20.006  INFO 14824 --- [async-service-2] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 22:43:20.191  INFO 14824 --- [async-service-3] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync

如上日志所示，我們可以看到controller的執(zhí)行線程是”nio-8080-exec-8”，這是tomcat的執(zhí)行線程，而service層的日志顯示線程名為“async-service-1”，顯然已經(jīng)在我們配置的線程池中執(zhí)行了，并且每次請(qǐng)求中，controller的起始和結(jié)束日志都是連續(xù)打印的，表明每次請(qǐng)求都快速響應(yīng)了，而耗時(shí)的操作都留給線程池中的線程去異步執(zhí)行；

擴(kuò)展ThreadPoolTaskExecutor

雖然我們已經(jīng)用上了線程池，但是還不清楚線程池當(dāng)時(shí)的情況，有多少線程在執(zhí)行，多少在隊(duì)列中等待呢？這里我創(chuàng)建了一個(gè)ThreadPoolTaskExecutor的子類，在每次提交線程的時(shí)候都會(huì)將當(dāng)前線程池的運(yùn)行狀況打印出來(lái)，代碼如下：

public class VisiableThreadPoolTaskExecutor extends ThreadPoolTaskExecutor {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(VisiableThreadPoolTaskExecutor.class);

    private void showThreadPoolInfo(String prefix){
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = getThreadPoolExecutor();

        if(null==threadPoolExecutor){
            return;
        }

        logger.info("{}, {},taskCount [{}], completedTaskCount [{}], activeCount [{}], queueSize [{}]",
                this.getThreadNamePrefix(),
                prefix,
                threadPoolExecutor.getTaskCount(),
                threadPoolExecutor.getCompletedTaskCount(),
                threadPoolExecutor.getActiveCount(),
                threadPoolExecutor.getQueue().size());
    }

    @Override
    public void execute(Runnable task) {
        showThreadPoolInfo("1\. do execute");
        super.execute(task);
    }

    @Override
    public void execute(Runnable task, long startTimeout) {
        showThreadPoolInfo("2\. do execute");
        super.execute(task, startTimeout);
    }

    @Override
    public Future<?> submit(Runnable task) {
        showThreadPoolInfo("1\. do submit");
        return super.submit(task);
    }

    @Override
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        showThreadPoolInfo("2\. do submit");
        return super.submit(task);
    }

    @Override
    public ListenableFuture<?> submitListenable(Runnable task) {
        showThreadPoolInfo("1\. do submitListenable");
        return super.submitListenable(task);
    }

    @Override
    public <T> ListenableFuture<T> submitListenable(Callable<T> task) {
        showThreadPoolInfo("2\. do submitListenable");
        return super.submitListenable(task);
    }
}

如上所示，showThreadPoolInfo方法中將任務(wù)總數(shù)、已完成數(shù)、活躍線程數(shù)，隊(duì)列大小都打印出來(lái)了，然后Override了父類的execute、submit等方法，在里面調(diào)用showThreadPoolInfo方法，這樣每次有任務(wù)被提交到線程池的時(shí)候，都會(huì)將當(dāng)前線程池的基本情況打印到日志中；

修改ExecutorConfig.java的asyncServiceExecutor方法，將ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor()改為T(mén)hreadPoolTaskExecutor executor = new VisiableThreadPoolTaskExecutor()，如下所示：

@Bean
    public Executor asyncServiceExecutor() {
        logger.info("start asyncServiceExecutor");
        //使用VisiableThreadPoolTaskExecutor
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new VisiableThreadPoolTaskExecutor();
        //配置核心線程數(shù)
        executor.setCorePoolSize(5);
        //配置最大線程數(shù)
        executor.setMaxPoolSize(5);
        //配置隊(duì)列大小
        executor.setQueueCapacity(99999);
        //配置線程池中的線程的名稱前綴
        executor.setThreadNamePrefix("async-service-");

        // rejection-policy：當(dāng)pool已經(jīng)達(dá)到max size的時(shí)候，如何處理新任務(wù)
        // CALLER_RUNS：不在新線程中執(zhí)行任務(wù)，而是有調(diào)用者所在的線程來(lái)執(zhí)行
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        //執(zhí)行初始化
        executor.initialize();
        return executor;
    }

再次啟動(dòng)該工程，再瀏覽器反復(fù)刷新http://localhost:8080，看到的日志如下：

2018-01-21 23:04:56.113  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-1] c.b.t.e.VisiableThreadPoolTaskExecutor   : async-service-, 2. do submit,taskCount [99], completedTaskCount [85], activeCount [5], queueSize [9]
2018-01-21 23:04:56.113  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-1] c.b.t.controller.Hello                   : end submit
2018-01-21 23:04:56.225  INFO 15580 --- [async-service-1] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 23:04:56.225  INFO 15580 --- [async-service-1] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : start executeAsync
2018-01-21 23:04:56.240  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-2] c.b.t.controller.Hello                   : start submit
2018-01-21 23:04:56.240  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-2] c.b.t.e.VisiableThreadPoolTaskExecutor   : async-service-, 2. do submit,taskCount [100], completedTaskCount [86], activeCount [5], queueSize [9]
2018-01-21 23:04:56.240  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-2] c.b.t.controller.Hello                   : end submit
2018-01-21 23:04:56.298  INFO 15580 --- [async-service-2] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 23:04:56.298  INFO 15580 --- [async-service-2] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : start executeAsync
2018-01-21 23:04:56.372  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-3] c.b.t.controller.Hello                   : start submit
2018-01-21 23:04:56.373  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-3] c.b.t.e.VisiableThreadPoolTaskExecutor   : async-service-, 2. do submit,taskCount [101], completedTaskCount [87], activeCount [5], queueSize [9]
2018-01-21 23:04:56.373  INFO 15580 --- [nio-8080-exec-3] c.b.t.controller.Hello                   : end submit
2018-01-21 23:04:56.444  INFO 15580 --- [async-service-3] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : end executeAsync
2018-01-21 23:04:56.445  INFO 15580 --- [async-service-3] c.b.t.service.impl.AsyncServiceImpl      : start executeAsync

注意這一行日志：2. do submit,taskCount [101], completedTaskCount [87], activeCount [5], queueSize [9]

這說(shuō)明提交任務(wù)到線程池的時(shí)候，調(diào)用的是submit(Callable task)這個(gè)方法，當(dāng)前已經(jīng)提交了101個(gè)任務(wù)，完成了87個(gè)，當(dāng)前有5個(gè)線程在處理任務(wù)，還剩9個(gè)任務(wù)在隊(duì)列中等待，線程池的基本情況一路了然；

至此，springboot線程池服務(wù)的實(shí)戰(zhàn)就完成了，希望能幫您在工程中快速實(shí)現(xiàn)異步服務(wù)；

參考文章
Springboot @Async 異步方法
springboot線程池的使用和擴(kuò)展

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