大家都說不建議直接使用 @Async 注解？為什么？？

來源：www.cnblogs.com/wlandwl/p/async.html

本文講述@Async注解，在Spring體系中的應用，

本文僅說明@Async注解的應用規則，對于原理，呼叫邏輯，原始碼分析，暫不介紹，對于異步方法呼叫，從Spring3開始提供了@Async注解，該注解可以被標注在方法上，以便異步地呼叫該方法，呼叫者將在呼叫時立即回傳，方法的實際執行將提交給Spring TaskExecutor的任務中，由指定的執行緒池中的執行緒執行，

在專案應用中，@Async呼叫執行緒池，推薦使用自定義執行緒池的模式，

自定義執行緒池常用方案：重新實作介面AsyncConfigurer，

簡介

應用場景

同步： 同步就是整個處理程序順序執行，當各個程序都執行完畢，并回傳結果，

異步： 異步呼叫則是只是發送了呼叫的指令，呼叫者無需等待被呼叫的方法完全執行完畢；而是繼續執行下面的流程，

例如， 在某個呼叫中，需要順序呼叫 A, B, C三個程序方法；如他們都是同步呼叫，則需要將他們都順序執行完畢之后，方算作程序執行完畢；如B為一個異步的呼叫方法，則在執行完A之后，呼叫B，并不等待B完成，而是執行開始呼叫C，待C執行完畢之后，就意味著這個程序執行完畢了，

在Java中，一般在處理類似的場景之時，都是基于創建獨立的執行緒去完成相應的異步呼叫邏輯，通過主執行緒和不同的業務子執行緒之間的執行流程，從而在啟動獨立的執行緒之后，主執行緒繼續執行而不會產生停滯等待的情況，

Spring 已經實作的執行緒池

1. SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的執行緒池，這個類不重用執行緒，默認每次呼叫都會創建一個新的執行緒，
2. SyncTaskExecutor：這個類沒有實作異步呼叫，只是一個同步操作，只適用于不需要多執行緒的地方，
3. ConcurrentTaskExecutor：Executor的適配類，不推薦使用，如果ThreadPoolTaskExecutor不滿足要求時，才用考慮使用這個類，
4. SimpleThreadPoolTaskExecutor：是Quartz的SimpleThreadPool的類，執行緒池同時被quartz和非quartz使用，才需要使用此類，
5. ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推薦，其實質是對java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝，

異步的方法有：

1. 最簡單的異步呼叫，回傳值為void
2. 帶引數的異步呼叫，異步方法可以傳入引數
3. 存在回傳值，常呼叫回傳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應用默認執行緒池

Spring應用默認的執行緒池，指在@Async注解在使用時，不指定執行緒池的名稱，查看原始碼，@Async的默認執行緒池為SimpleAsyncTaskExecutor，

Spring Boot 基礎就不介紹了，推薦下這個實戰教程：
https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

無回傳值呼叫

基于@Async無回傳值呼叫，直接在使用類，使用方法（建議在使用方法）上，加上注解，若需要拋出例外，需手動new一個例外拋出，

/**
 * 帶引數的異步呼叫 異步方法可以傳入引數
 *  對于回傳值是void，例外會被AsyncUncaughtExceptionHandler處理掉
 * @param s
 */
@Async
public void asyncInvokeWithException(String s) {
    log.info("asyncInvokeWithParameter, parementer={}", s);
    throw new IllegalArgumentException(s);
}

有回傳值Future呼叫

/**
 * 例外呼叫回傳Future
 *  對于回傳值是Future，不會被AsyncUncaughtExceptionHandler處理，需要我們在方法中捕獲例外并處理
 *  或者在呼叫方在呼叫Futrue.get時捕獲例外進行處理
 *
 * @param i
 * @return
 */
@Async
public Future<String> asyncInvokeReturnFuture(int i) {
    log.info("asyncInvokeReturnFuture, parementer={}", i);
    Future<String> future;
    try {
        Thread.sleep(1000 * 1);
        future = new AsyncResult<String>("success:" + i);
        throw new IllegalArgumentException("a");
    } catch (InterruptedException e) {
        future = new AsyncResult<String>("error");
    } catch(IllegalArgumentException e){
        future = new AsyncResult<String>("error-IllegalArgumentException");
    }
    return future;
}

有回傳值CompletableFuture呼叫

CompletableFuture 并不使用@Async注解，可達到呼叫系統執行緒池處理業務的功能，

JDK5新增了Future介面，用于描述一個異步計算的結果，雖然 Future 以及相關使用方法提供了異步執行任務的能力，但是對于結果的獲取卻是很不方便，只能通過阻塞或者輪詢的方式得到任務的結果，阻塞的方式顯然和我們的異步編程的初衷相違背，輪詢的方式又會耗費無謂的 CPU 資源，而且也不能及時地得到計算結果，

• CompletionStage代表異步計算程序中的某一個階段，一個階段完成以后可能會觸發另外一個階段
• 一個階段的計算執行可以是一個Function，Consumer或者Runnable，比如：stage.thenApply(x -> square(x)).thenAccept(x -> System.out.print(x)).thenRun(() -> System.out.println())
• 一個階段的執行可能是被單個階段的完成觸發，也可能是由多個階段一起觸發

在Java8中，CompletableFuture提供了非常強大的Future的擴展功能，可以幫助我們簡化異步編程的復雜性，并且提供了函式式編程的能力，可以通過回呼的方式處理計算結果，也提供了轉換和組合 CompletableFuture 的方法，

• 它可能代表一個明確完成的Future，也有可能代表一個完成階段（ CompletionStage ），它支持在計算完成以后觸發一些函式或執行某些動作，
• 它實作了Future和CompletionStage介面

/**
 * 資料查詢執行緒池
 */
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，獲取數量，回傳值為int
// 獲取總條數
    CompletableFuture<Integer> countFuture = CompletableFuture
            .supplyAsync(() -> tradeMapper.countTradeLog(tradeSearchBean), SELECT_POOL_EXECUTOR);
// 同步阻塞
CompletableFuture.allOf(countFuture).join();
// 獲取結果
int count = countFuture.get();

默認執行緒池的弊端

在執行緒池應用中，參考阿里巴巴java開發規范：執行緒池不允許使用Executors去創建，不允許使用系統默認的執行緒池，推薦通過ThreadPoolExecutor的方式，這樣的處理方式讓開發的工程師更加明確執行緒池的運行規則，規避資源耗盡的風險， Executors各個方法的弊端：

• newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor：主要問題是堆積的請求處理佇列可能會耗費非常大的記憶體，甚至OOM，
• newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool：要問題是執行緒數最大數是Integer.MAX_VALUE，可能會創建數量非常多的執行緒，甚至OOM，

@Async默認異步配置使用的是SimpleAsyncTaskExecutor，該執行緒池默認來一個任務創建一個執行緒，若系統中不斷的創建執行緒，最侄訓導致系統占用記憶體過高，引發OutOfMemoryError錯誤，

針對執行緒創建問題，SimpleAsyncTaskExecutor提供了限流機制，通過concurrencyLimit屬性來控制開關，當concurrencyLimit>=0時開啟限流機制，默認關閉限流機制即concurrencyLimit=-1，當關閉情況下，會不斷創建新的執行緒來處理任務，基于默認配置，SimpleAsyncTaskExecutor并不是嚴格意義的執行緒池，達不到執行緒復用的功能，

@Async應用自定義執行緒池

自定義執行緒池，可對系統中執行緒池更加細粒度的控制，方便調整執行緒池大小配置，執行緒執行例外控制和處理，在設定系統自定義執行緒池代替默認執行緒池時，雖可通過多種模式設定，但替換默認執行緒池最終產生的執行緒池有且只能設定一個（不能設定多個類繼承AsyncConfigurer），自定義執行緒池有如下模式：

• 重新實作介面AsyncConfigurer
• 繼承AsyncConfigurerSupport
• 配置由自定義的TaskExecutor替代內置的任務執行器

通過查看Spring原始碼關于@Async的默認呼叫規則，會優先查詢原始碼中實作AsyncConfigurer這個介面的類，實作這個介面的類為AsyncConfigurerSupport，但默認配置的執行緒池和異步處理方法均為空，所以，無論是繼承或者重新實作介面，都需指定一個執行緒池，且重新實作 public Executor getAsyncExecutor()方法，

實作介面AsyncConfigurer

@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);
       // 使用自定義的跨執行緒的請求級別執行緒工廠類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("執行異步任務'%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("執行異步任務'%s'", method), ex);
}
}

配置自定義的TaskExecutor

由于AsyncConfigurer的默認執行緒池在原始碼中為空，Spring通過beanFactory.getBean(TaskExecutor.class)先查看是否有執行緒池，未配置時，通過beanFactory.getBean(DEFAULT_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME, Executor.class)，又查詢是否存在默認名稱為TaskExecutor的執行緒池，

所以可以在專案中，定義名稱為TaskExecutor的bean生成一個默認執行緒池，也可不指定執行緒池的名稱，申明一個執行緒池，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，在替換默認的執行緒池時，需設定默認的執行緒池名稱為TaskExecutor

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

這樣的模式，最終底層為TaskExecutor.class，在替換默認的執行緒池時，可不指定執行緒池名稱，

@EnableAsync
@Configuration
public class TaskPoolConfig {
   @Bean(name = AsyncExecutionAspectSupport.DEFAULT_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME)
   public Executor taskExecutor() {
       ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        //核心執行緒池大小
       executor.setCorePoolSize(10);
       //最大執行緒數
       executor.setMaxPoolSize(20);
       //佇列容量
       executor.setQueueCapacity(200);
       //活躍時間
       executor.setKeepAliveSeconds(60);
       //執行緒名字前綴
       executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
       executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
       return executor;
   }
  @Bean(name = "new_task")
   public Executor taskExecutor() {
       ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        //核心執行緒池大小
       executor.setCorePoolSize(10);
       //最大執行緒數
       executor.setMaxPoolSize(20);
       //佇列容量
       executor.setQueueCapacity(200);
       //活躍時間
       executor.setKeepAliveSeconds(60);
       //執行緒名字前綴
       executor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");
       executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
       return executor;
   }
}

多個執行緒池

@Async注解，使用系統默認或者自定義的執行緒池（代替默認執行緒池），可在專案中設定多個執行緒池，在異步呼叫時，指明需要呼叫的執行緒池名稱，如@Async("new_task")，

@Async部分重要原始碼決議

原始碼-獲取執行緒池方法

原始碼-設定默認執行緒池defaultExecutor，默認是空的，當重新實作介面AsyncConfigurer的getAsyncExecutor()時，可以設定默認的執行緒池，

原始碼-都沒有找到專案中設定的默認執行緒池時，采用spring 默認的執行緒池

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