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SpringBoot異步實現(xiàn) 的8種方式

 更新時間:2023年11月16日 10:02:03   作者:huang714  
在同步操作中,執(zhí)行到?發(fā)送短信?的時候,我們必須等待這個方法徹底執(zhí)行完才能執(zhí)行?贈送積分?這個操作,如果?贈送積分?這個動作執(zhí)行時間較長,發(fā)送短信需要等待,這就是典型的同步場景,這篇文章主要介紹了SpringBoot異步實現(xiàn) 的8種方式,需要的朋友可以參考下

一、異步的八種實現(xiàn)方式

1、線程Thread

2、Future

3、異步框架CompletableFuture

4、Spring注解@Async

5、Spring ApplicationEvent事件

6、消息隊列

7、第三方異步框架,比如Hutool的ThreadUtil

8、Guava異步

二、什么是異步?

首先先看一個常見的用戶下單的場景:

什么是異步?

在同步操作中,執(zhí)行到 發(fā)送短信 的時候,我們必須等待這個方法徹底執(zhí)行完才能執(zhí)行 贈送積分 這個操作,如果 贈送積分 這個動作執(zhí)行時間較長,發(fā)送短信需要等待,這就是典型的同步場景。

實際上,發(fā)送短信和贈送積分沒有任何的依賴關系,通過異步,我們可以實現(xiàn)贈送積分和發(fā)送短信這兩個操作能夠同時進行,比如:

這就是所謂的異步,是不是非常簡單,下面就說說異步的幾種實現(xiàn)方式吧。

三、異步編程

1、線程異步

public class AsyncThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Current thread name:" + Thread.currentThread().getName() + " Send email success!");
    }
    public static void main(String[] args) {
        AsyncThread asyncThread = new AsyncThread();
        asyncThread.run();
    }
}

當然如果每次都創(chuàng)建一個Thread線程,頻繁的創(chuàng)建、銷毀,浪費系統(tǒng)資源,我們可以采用線程池:

private ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
public void fun() {
    executorService.submit(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            log.info("執(zhí)行業(yè)務邏輯...");
        }
    });
}

可以將業(yè)務邏輯封裝到Runnable或Callable中,交由線程池來執(zhí)行。

2、 Future異步

@Slf4j
public class FutureManager {
    public String execute() throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
        Future<String> future = executor.submit(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                System.out.println(" --- task start --- ");
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println(" --- task finish ---");
                return "this is future execute final result!!!";
            }
        });
        //這里需要返回值時會阻塞主線程
        String result = future.get();
        log.info("Future get result: {}", result);
        return result;
    }
    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        FutureManager manager = new FutureManager();
        manager.execute();
    }
}

輸出結(jié)果:

--- task start --- 
 --- task finish ---
 Future get result: this is future execute final result!!!

(1) Future的不足之處

Future的不足之處的包括以下幾點:

無法被動接收異步任務的計算結(jié)果:雖然我們可以主動將異步任務提交給線程池中的線程來執(zhí)行,但是待異步任務執(zhí)行結(jié)束之后,主線程無法得到任務完成與否的通知,它需要通過get方法主動獲取任務執(zhí)行的結(jié)果。 Future件彼此孤立:有時某一個耗時很長的異步任務執(zhí)行結(jié)束之后,你想利用它返回的結(jié)果再做進一步的運算,該運算也會是一個異步任務,兩者之間的關系需要程序開發(fā)人員手動進行綁定賦予,F(xiàn)uture并不能將其形成一個任務流(pipeline),每一個Future都是彼此之間都是孤立的,所以才有了后面的CompletableFuture,CompletableFuture就可以將多個Future串聯(lián)起來形成任務流。 Futrue沒有很好的錯誤處理機制:截止目前,如果某個異步任務在執(zhí)行發(fā)的過程中發(fā)生了異常,調(diào)用者無法被動感知,必須通過捕獲get方法的異常才知曉異步任務執(zhí)行是否出現(xiàn)了錯誤,從而在做進一步的判斷處理。

3、CompletableFuture實現(xiàn)異步

public class CompletableFutureCompose {
    /**
     * thenAccept子任務和父任務公用同一個線程
     */
    @SneakyThrows
    public static void thenRunAsync() {
        CompletableFuture<Integer> cf1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread() + " cf1 do something....");
            return 1;
        });
        CompletableFuture<Void> cf2 = cf1.thenRunAsync(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread() + " cf2 do something...");
        });
        //等待任務1執(zhí)行完成
        System.out.println("cf1結(jié)果->" + cf1.get());
        //等待任務2執(zhí)行完成
        System.out.println("cf2結(jié)果->" + cf2.get());
    }
    public static void main(String[] args) {
        thenRunAsync();
    }
}

不需要顯式使用ExecutorService,CompletableFuture 內(nèi)部使用了ForkJoinPool來處理異步任務,如果在某些業(yè)務場景我們想自定義自己的異步線程池也是可以的。

4、Spring的@Async異步

(1)自定義異步線程池

package org.fiend.async.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;
/**
 * 線程池參數(shù)配置,多個線程池實現(xiàn)線程池隔離,@Async注解,默認使用系統(tǒng)自定義線程池,可在項目中設置多個線程池,在異步調(diào)用的時候,指明需要調(diào)用的線程池名稱,比如:@Async("taskName")
 */
@EnableAsync
@Configuration
public class TaskPoolConfig {
    /**
     * 自定義線程池
     */
    @Bean("taskExecutor")
    public Executor taskExecutor() {
        // 返回可用處理器的Java虛擬機的數(shù)量 12
        int i = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        System.out.println("系統(tǒng)最大線程數(shù)  : " + i);
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 核心線程池大小
        executor.setCorePoolSize(16);
        // 最大線程數(shù)
        executor.setMaxPoolSize(20);
        // 配置隊列容量,默認值為Integer.MAX_VALUE
        executor.setQueueCapacity(99999);
        // 活躍時間
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        // 線程名字前綴
        executor.setThreadNamePrefix("asyncServiceExecutor -");
        // 設置此執(zhí)行程序應該在關閉時阻止的最大秒數(shù),以便在容器的其余部分繼續(xù)關閉之前等待剩余的任務完成他們的執(zhí)行
        executor.setAwaitTerminationSeconds(60);
        // 等待所有的任務結(jié)束后再關閉線程池
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        return executor;
    }
}

(2) AsyncService

public interface AsyncService {
    MessageResult sendSms(String callPrefix, String mobile, String actionType, String content);
    MessageResult sendEmail(String email, String subject, String content);
}
@Slf4j
@Service
public class AsyncServiceImpl implements AsyncService {
    @Autowired
    private IMessageHandler mesageHandler;
    @Override
    @Async("taskExecutor")
    public MessageResult sendSms(String callPrefix, String mobile, String actionType, String content) {
        try {
            Thread.sleep(1000);
            mesageHandler.sendSms(callPrefix, mobile, actionType, content);
        } catch (Exception e) {
            log.error("發(fā)送短信異常 -> ", e)
        }
    }
    @Override
    @Async("taskExecutor")
    public sendEmail(String email, String subject, String content) {
        try {
            Thread.sleep(1000);
            mesageHandler.sendsendEmail(email, subject, content);
        } catch (Exception e) {
            log.error("發(fā)送email異常 -> ", e)
        }
    }
}

在實際項目中, 使用@Async調(diào)用線程池,推薦等方式是是使用自定義線程池的模式,不推薦直接使用@Async直接實現(xiàn)異步。

5、Spring ApplicationEvent事件實現(xiàn)異步

(1)定義事件

public class AsyncSendEmailEvent extends ApplicationEvent {
    /**
     * 郵箱
     **/
    private String email;
   /**
     * 主題
     **/
    private String subject;
    /**
     * 內(nèi)容
     **/
    private String content;
    /**
     * 接收者
     **/
    private String targetUserId;
}

(2)定義事件處理器

@Slf4j
@Component
public class AsyncSendEmailEventHandler implements ApplicationListener<AsyncSendEmailEvent> {
    @Autowired
    private IMessageHandler mesageHandler;
    @Async("taskExecutor")
    @Override
    public void onApplicationEvent(AsyncSendEmailEvent event) {
        if (event == null) {
            return;
        }
        String email = event.getEmail();
        String subject = event.getSubject();
        String content = event.getContent();
        String targetUserId = event.getTargetUserId();
        mesageHandler.sendsendEmailSms(email, subject, content, targerUserId);
      }
}

另外,可能有些時候采用ApplicationEvent實現(xiàn)異步的使用,當程序出現(xiàn)異常錯誤的時候,需要考慮補償機制,那么這時候可以結(jié)合Spring Retry重試來幫助我們避免這種異常造成數(shù)據(jù)不一致問題。

6、消息隊列

(1)回調(diào)事件消息生產(chǎn)者

@Slf4j
@Component
public class CallbackProducer {
    @Autowired
    AmqpTemplate amqpTemplate;
 
    public void sendCallbackMessage(CallbackDTO allbackDTO, final long delayTimes) {
 
        log.info("生產(chǎn)者發(fā)送消息,callbackDTO,{}", callbackDTO);
 
        amqpTemplate.convertAndSend(CallbackQueueEnum.QUEUE_GENSEE_CALLBACK.getExchange(), CallbackQueueEnum.QUEUE_GENSEE_CALLBACK.getRoutingKey(), JsonMapper.getInstance().toJson(genseeCallbackDTO), new MessagePostProcessor() {
            @Override
            public Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException {
                //給消息設置延遲毫秒值,通過給消息設置x-delay頭來設置消息從交換機發(fā)送到隊列的延遲時間
                message.getMessageProperties().setHeader("x-delay", delayTimes);
                message.getMessageProperties().setCorrelationId(callbackDTO.getSdkId());
                return message;
            }
        });
    }
}

(2)回調(diào)事件消息消費者??????

@Slf4j
@Component
@RabbitListener(queues = "message.callback", containerFactory = "rabbitListenerContainerFactory")
public class CallbackConsumer {
    @Autowired
    private IGlobalUserService globalUserService;
    @RabbitHandler
    public void handle(String json, Channel channel, @Headers Map<String, Object> map) throws Exception {
        if (map.get("error") != null) {
            //否認消息
            channel.basicNack((Long) map.get(AmqpHeaders.DELIVERY_TAG), false, true);
            return;
        }
        try {
            CallbackDTO callbackDTO = JsonMapper.getInstance().fromJson(json, CallbackDTO.class);
            //執(zhí)行業(yè)務邏輯
            globalUserService.execute(callbackDTO);
            //消息消息成功手動確認,對應消息確認模式acknowledge-mode: manual
            channel.basicAck((Long) map.get(AmqpHeaders.DELIVERY_TAG), false);
        } catch (Exception e) {
            log.error("回調(diào)失敗 -> {}", e);
        }
    }
}

7、ThreadUtil異步工具類

@Slf4j
public class ThreadUtils {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            ThreadUtil.execAsync(() -> {
                ThreadLocalRandom threadLocalRandom = ThreadLocalRandom.current();
                int number = threadLocalRandom.nextInt(20) + 1;
                System.out.println(number);
            });
            log.info("當前第:" + i + "個線程");
        }
        log.info("task finish!");
    }
}

8、Guava異步

Guava的ListenableFuture顧名思義就是可以監(jiān)聽的Future,是對java原生Future的擴展增強。Future表示一個異步計算任務,當任務完成時可以得到計算結(jié)果。如果希望一旦計算完成就拿到結(jié)果展示給用戶或者做另外的計算,就必須使用另一個線程不斷的查詢計算狀態(tài)。這樣做,代碼復雜,而且效率低下。使用「Guava ListenableFuture」可以幫檢測Future是否完成,不需要再通過get()方法等待異步的計算結(jié)果,如果完成就自動調(diào)用回調(diào)函數(shù),這樣可以減少并發(fā)程序的復雜度。

ListenableFuture是一個接口,它從jdk的Future接口繼承,添加了void addListener(Runnable listener, Executor executor)方法。

看下如何使用ListenableFuture。首先需要定義ListenableFuture的實例:

ListeningExecutorService executorService = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());
	final ListenableFuture<Integer> listenableFuture = executorService.submit(new Callable<Integer>() {
		@Override
		public Integer call() throws Exception {
			log.info("callable execute...")
			TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
			return 1;
		}
	}
);

首先通過MoreExecutors類的靜態(tài)方法listeningDecorator方法初始化一個ListeningExecutorService的方法,然后使用此實例的submit方法即可初始化ListenableFuture對象。

ListenableFuture要做的工作,在Callable接口的實現(xiàn)類中定義,這里只是休眠了1秒鐘然后返回一個數(shù)字1,有了ListenableFuture實例,可以執(zhí)行此Future并執(zhí)行Future完成之后的回調(diào)函數(shù)。

Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback<Integer>() {
    @Override
    public void onSuccess(Integer result) {
        //成功執(zhí)行...
        System.out.println("Get listenable future's result with callback " + result);
    }
    @Override
    public void onFailure(Throwable t) {
        //異常情況處理...
        t.printStackTrace();
    }
});

到此這篇關于SpringBoot 8種異步實現(xiàn)方式的文章就介紹到這了,更多相關SpringBoot異步實現(xiàn)方式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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