为什么不建议直接使用 Async 注解？

╰半夏微凉° 2023-09-26 18:46 16阅读 0赞

### 前言 ###

对于异步方法调用，从Spring3开始提供了@Async注解，该注解可以被标在方法上，以便异步地调用该方法。调用者将在调用时立即返回，方法的实际执行将提交给Spring TaskExecutor的任务中，由指定的线程池中的线程执行。

#### 在项目应用中，@Async调用线程池，推荐使用自定义线程池的模式。自定义线程池常用方案：**重新实现接口AsyncConfigurer**。 ####

####  ####

> **应用场景**

**同步：**同步就是整个处理过程顺序执行，当各个过程都执行完毕，并返回结果。

#### **异步：**异步调用则是只是发送了调用的指令，调用者无需等待被调用的方法完全执行完毕；而是继续执行下面的流程。例如， 在某个调用中，需要顺序调用 A, B, C三个过程方法；如他们都是同步调用，则需要将他们都顺序执行完毕之后，方算作过程执行完毕；如B为一个异步的调用方法，则在执行完A之后，调用B，并不等待B完成，而是执行开始调用C，待C执行完毕之后，就意味着这个过程执行完毕了。 ####

#### 在Java中，一般在处理类似的场景之时，都是基于创建独立的线程去完成相应的异步调用逻辑，通过主线程和不同的业务子线程之间的执行流程，从而在启动独立的线程之后，主线程继续执行而不会产生停滞等待的情况。 ####

####  ####

> **Spring 已经实现的线程池**

*  **SimpleAsyncTaskExecutor**：不是真的线程池，这个类不重用线程，默认每次调用都会创建一个新的线程。
 *  **SyncTaskExecutor**：这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作。只适用于不需要多线程的地方。
 *  **ConcurrentTaskExecutor**：Executor的适配类，不推荐使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不满足要求时，才用考虑使用这个类。
 *  **SimpleThreadPoolTaskExecutor**：是Quartz的SimpleThreadPool的类。线程池同时被quartz和非quartz使用，才需要使用此类。
 *  **ThreadPoolTaskExecuto**r ：最常使用，推荐。其实质是对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包装。

**异步的方法有**

*  最简单的异步调用，返回值为void
 *  带参数的异步调用，异步方法可以传入参数
 *  存在返回值，常调用返回Future

> **Spring中启用@Async**

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> **@Async应用默认线程池**

Spring应用默认的线程池，指在@Async注解在使用时，不指定线程池的名称。查看源码，@Async的默认线程池为**SimpleAsyncTaskExecutor**。

*  **无返回值调用**

基于@Async无返回值调用，直接在使用类，使用方法（建议在使用方法）上，加上注解。若需要抛出异常，需手动new一个异常抛出。

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*  **有返回值Future调用**

![88eecc1f976179b2f09744ba89b00546.png][]

*  **有返回值CompletableFuture调用**

[CompletableFuture][] 并不使用@Async注解，可达到调用系统线程池处理业务的功能。

JDK5新增了Future接口，用于描述一个异步计算的结果。虽然 Future 以及相关使用方法提供了异步执行任务的能力，但是对于结果的获取却是很不方便，只能通过阻塞或者轮询的方式得到任务的结果。阻塞的方式显然和我们的异步编程的初衷相违背，轮询的方式又会耗费无谓的 CPU 资源，而且也不能及时地得到计算结果。

*  CompletionStage代表异步计算过程中的某一个阶段，一个阶段完成以后可能会触发另外一个阶段
 *  一个阶段的计算执行可以是一个Function，Consumer或者Runnable。比如：

stage.thenApply(x -> square(x)).thenAccept(x -> System.out.print(x)).thenRun(() -> System.out.println())

*  一个阶段的执行可能是被单个阶段的完成触发，也可能是由多个阶段一起触发

在Java8中，**CompletableFuture** 提供了非常强大的Future的扩展功能，可以帮助我们简化异步编程的复杂性，并且提供了函数式编程的能力，可以通过回调的方式处理计算结果，也提供了转换和组合 CompletableFuture 的方法。

*  它可能代表一个明确完成的Future，也有可能代表一个完成阶段（ CompletionStage ），它支持在计算完成以后触发一些函数或执行某些动作。
 *  它实现了Future和[CompletionStage][]接口

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*  **默认线程池的弊端**

**在线程池应用中，参考阿里巴巴java开发规范：**[线程池不允许使用Executors去创建][Executors]，不允许使用系统默认的线程池，推荐通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让开发的工程师更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。Executors各个方法的弊端：

*  newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor：主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至OOM。
 *  newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool：要问题是线程数最大数是Integer.MAX\_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至OOM。

@Async默认异步配置使用的是SimpleAsyncTaskExecutor，该线程池默认来一个任务创建一个线程，若系统中不断的创建线程，最终会导致系统占用内存过高，引发OutOfMemoryError错误。

针对线程创建问题，SimpleAsyncTaskExecutor提供了限流机制，通过concurrencyLimit属性来控制开关，当concurrencyLimit>=0时开启限流机制，默认关闭限流机制即concurrencyLimit=-1，当关闭情况下，会不断创建新的线程来处理任务。基于默认配置，SimpleAsyncTaskExecutor并不是严格意义的线程池，达不到线程复用的功能。

####  ####

> **@Async应用自定义线程池**

自定义线程池，可对系统中线程池更加细粒度的控制，方便调整线程池大小配置，线程执行异常控制和处理。在设置系统自定义线程池代替默认线程池时，虽可通过多种模式设置，但替换默认线程池最终产生的线程池有且只能设置一个（不能设置多个类继承AsyncConfigurer）自定义线程池有如下模式：

*  重新实现接口AsyncConfigurer
 *  继承AsyncConfigurerSupport
 *  配置由自定义的TaskExecutor替代内置的任务执行器

通过查看Spring源码关于@Async的默认调用规则，会优先查询源码中实现AsyncConfigurer这个接口的类，实现这个接口的类为AsyncConfigurerSupport。但默认配置的线程池和异步处理方法均为空，所以，无论是继承或者重新实现接口，都需指定一个线程池。且重新实现 public Executor getAsyncExecutor()方法。

*  **实现接口AsyncConfigurer**

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*  **继承AsyncConfigurerSupport**

![54ff71a545987936c279d883ac8b54fb.png][]

*  **配置自定义的TaskExecutor**

由于AsyncConfigurer的默认线程池在源码中为空，Spring通过beanFactory.getBean(TaskExecutor.class)先查看是否有线程池，未配置时，通过beanFactory.getBean(DEFAULT\_TASK\_EXECUTOR\_BEAN\_NAME, Executor.class)，又查询是否存在默认名称为TaskExecutor的线程池。所以可在项目中，定义名称为TaskExecutor的bean生成一个默认线程池。也可不指定线程池的名称，申明一个线程池，本身底层是基于TaskExecutor.class便可。

比如：

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

这样的模式，最终底层为Executor.class，在替换默认的线程池时，需设置默认的线程池名称为TaskExecutor

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

这样的模式，最终底层为TaskExecutor.class，在替换默认的线程池时，可不指定线程池名称。

![3ea449625c5c7617f36129e26f9db03d.png][]

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[CompletionStage]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3OTc1MDM1Mg==&mid=2247503491&idx=2&sn=12f5f4a67aad19a080d05df98d013ebc&chksm=fd63de3cca14572a21a560a3ae093f43e07a506f525ad33676592d58a9313ca50edc606b21ef&scene=21#wechat_redirect
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[Executors]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3OTc1MDM1Mg==&mid=2247503565&idx=1&sn=a2918c8d0faa260cf645ca64d4adefd9&chksm=fd63de72ca145764dfb4e6d01f03860d8f19306b4fe43916a11604362daa4cd0b591164aa401&scene=21#wechat_redirect
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