Spring Boot异步调用@Async过程详解

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在实际开发中，有时候为了及时处理请求和进行响应，我们可能会多任务同时执行，或者先处理主任务，也就是异步调用，异步调用的实现有很多，例如多线程、定时任务、消息队列等，

我们来讲讲@Async异步方法调用。

一、@Async使用演示

@Async是Spring内置注解，用来处理异步任务，在SpringBoot中同样适用，且在SpringBoot项目中，除了boot本身的starter外，不需要额外引入依赖。

而要使用@Async，需要在启动类上加上@EnableAsync主动声明来开启异步方法。

@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
  }
}

现假设有3个任务需要去处理，分别对应AsyncTask类的taskOne、taskTwo、taskThree方法，这里做了线程的sleep来模拟实际运行。

@Slf4j
@Component
public class AsyncTask {

  private Random random = new Random();
  
  public void taskOne() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务一执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
  }
  
  public void taskTwo() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务二执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
  }
  
  public void taskThree() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务三执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
  }
}

然后编写测试类，由于@Async注解需要再Spring容器启动后才能生效，所以这里讲测试类放到了SpringBoot的test包下，使用了SpringBootTest。

@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = SpringbootApplication.class)
public class AsyncTaskTest {

  @Autowired
  private AsyncTask asyncTask;

  @Test
  public void doAsyncTasks(){
    try {
      long start = System.currentTimeMillis();
      asyncTask.taskOne();
      asyncTask.taskTwo();
      asyncTask.taskThree();
      Thread.sleep(5000);
      long end = System.currentTimeMillis();
      log.info("主程序执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

}

运行测试方法，可以在控制台看到任务一二三按顺序执行，最后主程序完成，这和我们的预期一样，因为我们没有任何额外的处理，他们就是普通的方法，按编码顺序依次执行。

而如果要使任务并发执行，我们只需要在任务方法上使用@Async注解即可，需要注意的是@Async所修饰的方法不要定义为static类型，这样异步调用不会生效。

@Slf4j
@Component
public class AsyncTask {

  private Random random = new Random();

  //@Async所修饰的函数不要定义为static类型，这样异步调用不会生效
  @Async
  public void taskOne() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务一执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
  }

  @Async
  public void taskTwo() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务二执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
  }

  @Async
  public void taskThree() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务三执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
  }

}

然后我们在运行测试类，这个时候输出可能就五花八门了，任意任务都可能先执行完成，也有可能有的方法因为主程序关闭而没有输出。

二、Future获取异步执行结果

上面演示了@Async，但是有时候除了需要任务并发调度外，我们还需要获取任务的返回值，且在多任务都执行完成后再结束主任务，这个时候又该怎么处理呢？

在多线程里通过Callable和Future可以获取返回值，这里也是类似的，我们使用Future返回方法的执行结果，AsyncResult是Future的一个实现类。

@Slf4j
@Component
public class FutureTask {

  private Random random = new Random();

  //@Async所修饰的函数不要定义为static类型，这样异步调用不会生效
  @Async
  public Future<String> taskOne() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务一执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
    return new AsyncResult <>("任务一Ok");
  }

  @Async
  public Future<String> taskTwo() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务二执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
    return new AsyncResult <>("任务二OK");
  }

  @Async
  public Future<String> taskThree() throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    Thread.sleep(random.nextInt(10000));
    long end = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务三执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
    return new AsyncResult <>("任务三Ok");
  }
}

在AsyncResult中：

isDone()方法可以用于判断异步方法是否执行完成，若任务完成，则返回true
get()方法可用于获取任务执行后返回的结果
cancel(boolean mayInterruptIfRunning)可用于取消任务，参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务
isCancelled()方法表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true
get(long timeout, TimeUnit unit)用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null

@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = SpringbootApplication.class)
public class AsyncTaskTest {

  @Autowired
  private FutureTask futureTask;

  @Test
  public void doFutureTasks(){
    try {
      long start = System.currentTimeMillis();
      Future <String> future1 = futureTask.taskOne();
      Future <String> future2 = futureTask.taskTwo();
      Future <String> future3 = futureTask.taskThree();
      //3个任务执行完成之后再执行主程序
      do {
        Thread.sleep(100);
      } while (future1.isDone() && future2.isDone() && future3.isDone());
      log.info("获取异步方法的返回值:{}", future1.get());
      Thread.sleep(5000);
      long end = System.currentTimeMillis();
      log.info("主程序执行完成耗时{}秒", (end - start)/1000f);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

运行测试类，我们可以看到任务一二三异步执行了，主任务最后执行完成，而且可以获取到任务的返回信息。