都在建议，不要直接使用 @Async 注解，为什么？

喜欢ヅ旅行 2023-10-15 20:09 57阅读 0赞

## 都在建议，不要直接使用 @Async 注解，为什么？ ##

在很久很久之前，我有一段痛苦的记忆。那种被故障所驱使的感觉，在我脑海里久久无法驱散。

原因无它，有小伙伴开启了线程池的暴力使用模式。

我有必要简单的复述一下。其主要原因，就是开发人员，在每一次方法调用里，都创建了一个单独的线程池去处理。这样的话，如果请求量一增加，整个操作系统的压力就会耗尽，最终所有的业务都无法响应。

![图片][3fe116cc24fb7199b8af8ef1e1a601d1.png]

我一直认为这是一个非常偶发的低级错误，发生频率非常的低。但随着这样的故障越来越多，xjjdog认识到这是一个普遍的现象。

以异步性能优化为目的，反而带来的整体业务不可用的结果，是非常打脸的一种优化。

### 1.Spring的异步代码 ###

Spring作为Java届的杠把子框架，其过度封装的API深得开发人员的喜爱。根据语义化编程的逻辑，只要某些关键字在语言层面上过得去，我们就可以把它给加上去。比如`@Async`注解。

我永远想不通是什么给了开发人员勇气，去加上这个`@Async`注解，因为这种涉及到多线程的东西，即使是自己去创建线程，也是心怀敬畏，唯恐扰了操作系统的安宁。`@Async`这样的黑盒，真的可以那么顺畅的使用么？

我们不妨debug一下代码，让子弹飞一会儿。

首先，生成一个小小的项目，然后在主类上加上必须的注解。嗯，别忘了这一环，否则你后面加的注解将没什么用处。

@SpringBootApplication
    @EnableAsync
    public class DemoApplication {
        
    
    }

创造一个带@Async注解的方法。

@Component
    public class AsyncService {
        
        @Async
        public void async(){
        
            try {
        
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(Thread.currentThread());
            }catch (Exception ex){
        
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }

然后，做一个对应的test接口，访问时会调用这个async方法。

@ResponseBody
    @GetMapping("test")
    public void test(){
        
        service.async();
    }

访问时，直接打个断点，即可获取执行异步线程的线程池。

![图片][764df5f5aeccd70f7d7dc57a58cf8238.png]

可以看到，异步任务使用了一个线程池，它的corePoolSize=8, 阻塞队列采用了无界队列LinkedBlockingQueue。一旦采用了这样的组合，最大线程数就会形同虚设，因为超出8个线程的任务，将全部会被放到无界队列里。使得下面的代码变成了摆设。

throw new TaskRejectedException("Executor [" + executor + "] did not accept task: " + task, var4);

如果你的访问量非常大，这些任务将全部堆积在LinkedBlockingQueue里。情况好一点的，这些任务的执行会变得延迟很大；情况坏一点的，任务太多将直接造成内存溢出OOM！

你可能会说，我可以自己指定另外一个ThreadPoolExceute，然后使用@Async注解来声明啊。说这话的同学，一定是能力比较强，或者Review的代码比较少，没有经过猪队友的洗礼。

### 2.是SpringBoot救了你 ###

SpringBoot是个好东西。

在TaskExecutionAutoConfiguration中，通过生成ThreadPoolTaskExecutor的Bean，来提供默认的Executor。

@ConditionalOnMissingBean({
        Executor.class})
    public ThreadPoolTaskExecutor applicationTaskExecutor(TaskExecutorBuilder builder) {
        
        return builder.build();
    }

也就是我们上面所说的那个。如果没有SpringBoot的助力，Spring将默认使用SimpleAsyncTaskExecutor。

参见org.springframework.aop.interceptor.AsyncExecutionInterceptor。

@Override
    @Nullable
    protected Executor getDefaultExecutor(@Nullable BeanFactory beanFactory) {
        
     Executor defaultExecutor = super.getDefaultExecutor(beanFactory);
     return (defaultExecutor != null ? defaultExecutor : new SimpleAsyncTaskExecutor());
    }

这就是Spring大仙所干的事。

SimpleAsyncTaskExecutor类设计的非常操蛋，因为它每执行一次，都会创建一个单独的线程，根本没有共用线程池。比如你的TPS是1000，异步执行了任务，那么你每秒将会生成1000个线程！

这明显是想要累死操作系统的节奏。

protected void doExecute(Runnable task) {
        
     Thread thread = (this.threadFactory != null ? this.threadFactory.newThread(task) : createThread(task));
     thread.start();
    }

### 3.End ###

明眼人一看，这种使用new线程的处理方式将会是非常可怕的。但就拿Spring本身来说，引用SimpleAsyncTaskExecutor这个类的地方还不少，包括比较流行的AsyncRestTemplate。

![图片][f6d6479d38916be0d92530c03d68c71c.png]

这暴露了很多风险，尤其是竟然在这些列表中看到了redis的身影。这个类的设计，使得任务的执行变的非常的不可控。

看这个API，我感觉Spring是进入了设计的魔怔状态。

这个东西的隐藏bug可能还会更深！比如org.springframework.context.event.EventListener注解，用于实现DDD那套所谓的事件驱动模式，有不少框架直接set了SimpleAsyncTaskExecutor，那么就等死吧。

赶紧把SimpleAsyncTaskExecutor加入你的API黑名单，或者埋坑清单吧！

创建线程有那么难么？需要使用Spring创建的线程？有时候我实在是想不通，暴露出这样的接口目的是为了什么。

就连原生的线程池我们还没搞明白呢，你还给包了一层，这是方便我们甩锅啊！

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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。
 *  ThreadPoolTaskExecutor ：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 ###

![d451a40881dc08f49787059ba01a6725.png][]

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

![d5692cf45c7a3fa6ed8e3bcfc707fe0a.png][]

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，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 ####

![aa0be90111067652bda6623b75643231.png][]![4afcb477d892c09a47976a45f95ed077.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。

\[![acc47dc18696a07a8c6d867734da6e7c.png][]

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