SpringBoot入门建站全系列（二十二）异步任务执行的几种方式

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2021-10-15 00:33 257阅读 0赞

## SpringBoot入门建站全系列（二十二）异步任务执行的几种方式 ##

#### 一、概述 ####

异步调用是相对于同步调用而言的，同步调用是指程序按预定顺序一步步执行，每一步必须等到上一步执行完后才能执行，异步调用则无需等待上一步程序执行完即可执行。

实现异步任务的方式有很多，但是可以总结为多线程异步和多进程异步。

**多线程异步：**

*  多线程实现异步就是新建个线程，将任务交给新线程执行。
 *  不管是自己new Thread实现异步，还是使用ThreadPoolTaskExecutor线程池，还是使用Spring的@EnableAsync注解，这些都是多线程实现的异步。

**多进程异步：**

*  将任务交给另外一个进程处理，已经不在本应用中了。
 *  比如将任务交给MQ，这个就是异步操作了。因为交给MQ以后，你不必等待结果返回。
 *  当然，如果你调用另外一个应用/进程，另外的一个应用/进程将任务加入任务队列，然后立即返回你成功失败，那这个过程也属于异步任务。这个过程就是MQ做的事情了。。

**本篇重点讲述多线程异步任务的执行方式**。多进程方式可以查看[《SpringBoot入门建站全系列（十七）整合ActiveMq（JMS类消息队列）》][SpringBoot_ActiveMq_JMS]和[《SpringBoot入门建站全系列（十八）整合RabbitMQ（AMQP类消息队列）》][SpringBoot_RabbitMQ_AMQP]中的消息发送方式。

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### 二、前言 ###

多线程的异步任务执行有几种方式，还是前面所说的那样，方式虽然不同，但原理是一样的，就是在新线程中执行任务，但是还是要说一下这几种方式。

*  new Thread 普通线程方式执行；
 *  ThreadPool线程池，线程使用频繁的时候，减少线程创建回收的开销。实现方式有多种，但是jdk1.5开始支持线程池，就在java.util.concurrent里。
 *  Spring提供的@Async注解。其实也是基于线程池。
 *  注意Runnable和Callable在异步任务中的应用，一个不带返回值，一个带返回值而已。

本文是在Springboot环境中测试的。引入spring-boot-starter-web即可。如果不会搭建，可以打开这篇文章看一看[《SpringBoot入门建站全系列（一）项目建立》][SpringBoot 1]。

**在web项目中测试会比较方便，我们利用RequestContextHolder获取ThreadLocal的Request对象来判断线程是否改变了**

假设我们要执行的任务是这样的, 为了异步执行AsyncTaskService 中的asyncTask方法：

package com.cff.springbootwork.async.service;
    
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    import org.springframework.web.context.request.RequestAttributes;
    import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
    import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;
    
    @Service
    public class AsyncTaskService { 
    	private Logger log = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
    
    	/** * 普通的一方法而已，供异步任务调用 */
    	public void asyncTask() { 
    		RequestAttributes requestAttributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();
    		if (requestAttributes != null) { 
    			HttpServletRequest curRequest = ((ServletRequestAttributes) requestAttributes).getRequest();
    			log.info("异步任务开始执行，当前请求属性test为：{}", curRequest.getAttribute("test"));
    		} else { 
    			log.info("异步任务不是同一个线程了，别想拿ThreadLocal对象了");
    		}
    
    		try { 
    			Thread.sleep(5000);
    			log.info("我是异步任务，我就是个打印！");
    		} catch (InterruptedException e) { 
    			e.printStackTrace();
    		}
    
    		log.info("5s后异步任务终于执行完成");
    	}
    
    }

### 三、普通线程方式 ###

首先我们在Request中塞入一个值，后面用来获取判断是否是主线程。

然后用new Thread新建线程执行异步任务。

我们将逻辑写在AsyncService中，来调用AsyncTaskService的asyncTask方法。

AsyncService:

/** * 测试new Thread 异步任务 */
    	public void asyncThread() { 
    		log.info("开始执行任务");
    		HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    
    		log.info("请求属性test为：{}", request.getAttribute("test"));
    
    		Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { 
    			public void run() { 
    				asyncTaskService.asyncTask();
    			}
    		});
    		thread1.start();
    
    		HttpServletRequest afterRequest = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    		log.info("任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：{}", afterRequest.getAttribute("test"));
    	}

结果如下：

2019-08-08 16:39:50,516 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 开始执行任务
    2019-08-08 16:39:50,517 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:39:50,522 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:39:50,530 [Thread-4][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 异步任务不是同一个线程了，别想拿ThreadLocal对象了
    2019-08-08 16:39:55,530 [Thread-4][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 我是异步任务，我就是个打印！
    2019-08-08 16:39:55,530 [Thread-4][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 5s后异步任务终于执行完成

*  首先获取下request的test属性，能获取到；
 *  执行异步任务，拿不到request对象了，因为不是同一个线程，ThreadLocal没有。
 *  程序直接返回了，异步任务5s以后才执行完。

### 四、线程池方式 ###

首先我们在Request中塞入一个值，后面用来获取判断是否是主线程。

然后将异步任务扔给线程池执行。

这里我们分别使用Runnable和Callable来测试下。

先建立一个线程池：

package com.cff.springbootwork.async.service;
    
    import java.util.concurrent.Callable;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.Future;
    
    import javax.annotation.PostConstruct;
    import javax.annotation.PreDestroy;
    
    import org.springframework.stereotype.Service;
    
    @Service
    public class ThreadPoolService { 
    	private ExecutorService executor;
    
    	@PostConstruct
    	public void init() { 
    // executor = new ThreadPoolExecutor(20, 30, 60L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(),
    // new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    		
    		executor = Executors.newCachedThreadPool();
    	}
    
    	public void execute(Runnable task) { 
    		executor.execute(task);
    	}
    
    	public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) { 
    		return executor.submit(task);
    	}
    
    	@PreDestroy
    	public void shutdown() { 
    		executor.shutdown();
    	}
    }

#### 4.1 Runnable普通异步任务 ####

我们将逻辑写在AsyncService中，来调用AsyncTaskService的asyncTask方法。

AsyncService:

/** * 测试 线程池 异步任务 */
    	public void asyncThreadPool() { 
    		log.info("开始执行任务");
    		HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    
    		log.info("请求属性test为：{}", request.getAttribute("test"));
    
    		threadPoolService.execute(new Runnable() { 
    			public void run() { 
    				asyncTaskService.asyncTask();
    			}
    		});
    
    		HttpServletRequest afterRequest = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    		log.info("任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：{}", afterRequest.getAttribute("test"));
    	}

结果如下：

2019-08-08 16:44:19,136 [http-nio-8080-exec-4][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 开始执行任务
    2019-08-08 16:44:19,136 [http-nio-8080-exec-4][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:44:19,137 [http-nio-8080-exec-4][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:44:19,138 [pool-1-thread-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 异步任务不是同一个线程了，别想拿ThreadLocal对象了
    2019-08-08 16:44:24,140 [pool-1-thread-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 我是异步任务，我就是个打印！
    2019-08-08 16:44:24,140 [pool-1-thread-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 5s后异步任务终于执行完成

和new Thread方式一样。唯一区别就是它是线程池，线程可以回收，线程使用频繁的时候，减少线程创建回收的开销。

#### 4.2 Callable异步任务返回结果 ####

我们将逻辑写在AsyncService中，来调用AsyncTaskService的asyncTask方法。

AsyncService:

/** * 测试 线程池 异步任务 Future回调 */
    	public void asyncFuturePool() { 
    		log.info("开始执行任务");
    		HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    
    		log.info("请求属性test为：{}", request.getAttribute("test"));
    
    		Callable<String> callable = new Callable<String>() { 
    			@Override
    			public String call() throws Exception { 
    				asyncTaskService.asyncTask();
    				return "1111";
    			}
    		};
    
    		Future<String> future = threadPoolService.submit(callable);
    
    		try { 
    			// future.get(); // 阻塞函数，如果直接用，它就一直阻塞，就不是异步了。
    			if (future.isDone()) { 
    				log.info("这么快就完成了？不可能！");
    				String result = future.get();
    				log.info("任务结果为：{}", result);
    			}
    		} catch (InterruptedException e1) { 
    			e1.printStackTrace();
    		} catch (ExecutionException e1) { 
    			e1.printStackTrace();
    		}
    
    		HttpServletRequest afterRequest = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    		log.info("任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：{}", afterRequest.getAttribute("test"));
    	}

如果注掉future.get()，结果如下：

2019-08-08 16:46:44,001 [http-nio-8080-exec-7][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 开始执行任务
    2019-08-08 16:46:44,002 [http-nio-8080-exec-7][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:46:44,003 [http-nio-8080-exec-7][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:46:44,003 [pool-1-thread-2][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 异步任务不是同一个线程了，别想拿ThreadLocal对象了
    2019-08-08 16:46:49,003 [pool-1-thread-2][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 我是异步任务，我就是个打印！
    2019-08-08 16:46:49,003 [pool-1-thread-2][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 5s后异步任务终于执行完成

这个过程和4.1完全一样了。

如果不注掉future.get()，结果如下：

2019-08-08 16:48:02,472 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 开始执行任务
    2019-08-08 16:48:02,472 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:48:02,478 [pool-1-thread-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 异步任务不是同一个线程了，别想拿ThreadLocal对象了
    2019-08-08 16:48:07,478 [pool-1-thread-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 我是异步任务，我就是个打印！
    2019-08-08 16:48:07,478 [pool-1-thread-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 5s后异步任务终于执行完成
    2019-08-08 16:48:07,478 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 这么快就完成了？不可能！
    2019-08-08 16:48:07,478 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务结果为：1111
    2019-08-08 16:48:07,478 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：asdasd

虽然拿到了结果，也使用了多线程，但是这个过程变成同步了，因为主线程一直等待另外一个线程执行完才执行下一步。

### 五、Spring的@Async注解方式 ###

@Async注解的方法，不能和调用方法在同一个类中，因为它是动态代理调用的。同一个类中动态代理个毛啊。。

首先要使用注解@EnableAsync开启异步执行功能。

package com.cff.springbootwork.async.config;
    
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
    
    @Configuration
    @EnableAsync
    public class AsyncConfig { 
    	
    }

#### 5.1 同一个类中测试 ####

我们将逻辑写在AsyncService中，新建个方法asyncTaskAnnotation，加上@Async注解并调用AsyncTaskService的asyncTask方法，进行测试。

AsyncService:

/** * 测试 @Async 对异步任务的支持 */
    	@Async
    	public void asyncTaskAnnotation() { 
    		asyncTaskService.asyncTask();
    	}
    
    	/** * 测试 Spring的@Async 对异步任务的支持， 同一个类内的方法不能实现异步 */
    	public void asyncSpringAnnotationOne() { 
    		log.info("开始执行任务");
    		HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    
    		log.info("请求属性test为：{}", request.getAttribute("test"));
    
    		asyncTaskAnnotation();
    
    		HttpServletRequest afterRequest = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    		log.info("任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：{}", afterRequest.getAttribute("test"));
    	}

测试结果如下：

2019-08-08 16:54:09,957 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 开始执行任务
    2019-08-08 16:54:09,957 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:54:09,962 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 异步任务开始执行，当前请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:54:14,962 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 我是异步任务，我就是个打印！
    2019-08-08 16:54:14,962 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 5s后异步任务终于执行完成
    2019-08-08 16:54:14,962 [http-nio-8080-exec-1][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：asdasd

可以看出，异步任务竟然可以拿到request的test属性了，表明这压根就是同一个线程，@Async无效。

#### 5.2 不同类中测试 ####

我们将逻辑写在AsyncService中，**在AsyncTaskService新建个方法asyncTaskAnnotation**，加上@Async注解并调用asyncTask方法，进行测试。

AsyncService:

/** * 测试 Spring的@Async 对异步任务的支持， 不同类的方法可以实现异步 */
    	public void asyncSpringAnnotationMuti() { 
    		log.info("开始执行任务");
    		HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    
    		log.info("请求属性test为：{}", request.getAttribute("test"));
    
    		asyncTaskService.asyncTaskAnnotation();
    
    		HttpServletRequest afterRequest = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes())
    				.getRequest();
    		log.info("任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：{}", afterRequest.getAttribute("test"));
    	}

测试结果如下：

2019-08-08 16:56:50,964 [http-nio-8080-exec-6][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 开始执行任务
    2019-08-08 16:56:50,964 [http-nio-8080-exec-6][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:56:50,964 [http-nio-8080-exec-6][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService] 任务提前执行完成，开始返回,请求属性test为：asdasd
    2019-08-08 16:56:50,965 [SimpleAsyncTaskExecutor-2][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 异步任务不是同一个线程了，别想拿ThreadLocal对象了
    2019-08-08 16:56:55,965 [SimpleAsyncTaskExecutor-2][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 我是异步任务，我就是个打印！
    2019-08-08 16:56:55,965 [SimpleAsyncTaskExecutor-2][IP:|USER:][INFO  com.cff.springbootwork.async.service.AsyncTaskService] 5s后异步任务终于执行完成

可以看出，异步任务拿不到request对象了，@Async正常使用。

### 六、 测试类及Service完整代码 ###

AsyncRest：

package com.cff.springbootwork.async.web;
    
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    import com.cff.springbootwork.async.service.AsyncService;
    
    /** * 测试乐异步任务 * * @author fufei * */
    @RestController
    @RequestMapping("/async")
    public class AsyncRest { 
    
    	@Autowired
    	AsyncService asyncService;
    
    	@RequestMapping(value = "/thread", method = {  RequestMethod.GET })
    	public String thread(HttpServletRequest request) { 
    		request.setAttribute("test", "asdasd");
    		asyncService.asyncThread();
    		return "0000";
    	}
    
    	@RequestMapping(value = "/pool", method = {  RequestMethod.GET })
    	public String pool(HttpServletRequest request) { 
    		request.setAttribute("test", "asdasd");
    		asyncService.asyncThreadPool();
    		return "0000";
    	}
    
    	@RequestMapping(value = "/future", method = {  RequestMethod.GET })
    	public String future(HttpServletRequest request) { 
    		request.setAttribute("test", "asdasd");
    		asyncService.asyncFuturePool();
    		return "0000";
    	}
    
    	@RequestMapping(value = "/springOne", method = {  RequestMethod.GET })
    	public String springOne(HttpServletRequest request) { 
    		request.setAttribute("test", "asdasd");
    		asyncService.asyncSpringAnnotationOne();
    		return "0000";
    	}
    
    	@RequestMapping(value = "/springMuti", method = {  RequestMethod.GET })
    	public String springMuti(HttpServletRequest request) { 
    		request.setAttribute("test", "asdasd");
    		asyncService.asyncSpringAnnotationMuti();
    		return "0000";
    	}
    }

AsyncService：

AsyncTaskService:

详细完整的代码，可以访问[品茗IT-博客《SpringBoot入门建站全系列（二十二）异步任务执行的几种方式》][IT-]进行查看

[品茗IT-博客专题:https://www.pomit.cn/lecture.html][IT-_https_www.pomit.cn_lecture.html]汇总了[Spring专题][Spring 1]、[Springboot专题][Springboot 1]、[SpringCloud专题][SpringCloud 1]、[web基础配置][web]专题。

### 快速构建项目 ###

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[SpringBoot组件化构建][SpringBoot]

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[SpringBoot_ActiveMq_JMS]: https://www.pomit.cn/p/1986810777889281
[SpringBoot_RabbitMQ_AMQP]: https://www.pomit.cn/p/2008148377356801
[IT-]: https://www.pomit.cn/p/2069249108666881
[Spring]: https://www.pomit.cn/java/spring/spring.html
[SpringBoot]: https://www.pomit.cn/java/spring/springboot.html
[SpringCloud]: https://www.pomit.cn/java/spring/springcloud.html
[Springboot]: https://www.pomit.cn/java/project/sqlToSpringboot.html
[Mysql_Mybatis_Mapper]: https://www.pomit.cn/java/project/sqlToMybatis.html
[Mysql_SpringDataRest]: https://www.pomit.cn/java/project/sqlToSpringDataRest.html
[java]: https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=52sgH1J
[SpringBoot 1]: https://www.pomit.cn/p/169774771175680
[IT-_https_www.pomit.cn_lecture.html]: https://www.pomit.cn/lecture.html
[Spring 1]: https://www.pomit.cn/lecture/springunion.html
[Springboot 1]: https://www.pomit.cn/lecture/springbootfull.html
[SpringCloud 1]: https://www.pomit.cn/lecture/springcloudfull.html
[web]: https://www.pomit.cn/lecture/webbasics.html
[IT]: /images/20211015/7bb4f4c3b8fa41edbce8c42dcce06c0a.png