1、概念和用途

@Async是 Spring 框架提供的一個注解，用于標記一個方法，在一個單獨的線程中異步執(zhí)行。

這在處理一些耗時的操作（比如發(fā)送郵件、調(diào)用外部 API 等）時非常有用。

通過使用@Async，可以讓這些操作在后臺執(zhí)行，而不會阻塞主線程，從而提高應(yīng)用程序的性能和響應(yīng)速度。

例如，在一個Web應(yīng)用程序中，當(dāng)用戶提交一個訂單后，可能需要發(fā)送一封確認郵件。如果使用同步方式，用戶必須等待郵件發(fā)送完成后才能得到訂單提交成功的響應(yīng)。而使用@Async，可以讓郵件發(fā)送操作在后臺線程中進行，用戶幾乎可以立即得到訂單提交成功的響應(yīng)。

2、使用

2.1 啟用異步支持

首先，需要在 Spring 配置類上添加@EnableAsync注解來開啟異步方法執(zhí)行功能。這個注解會掃描帶有@Async標記的方法，并為它們創(chuàng)建獨立的線程來執(zhí)行。

示例配置類如下：

@Configuration
@EnableAsync
public class AppConfig {
    // 可以在這里進行其他配置，如Bean定義等
}

2.2 標記異步方法

在需要異步執(zhí)行的方法上添加@Async注解。這個方法通常應(yīng)該返回void或者Future類型。

如果返回void，方法執(zhí)行完成后不會返回任何結(jié)果。如果返回Future，可以在之后獲取異步方法的執(zhí)行結(jié)果。

例如，下面是一個簡單的異步方法，它模擬了一個耗時的操作：

@Service
public class MyService {
    @Async
    public void doSomethingAsync() {
        try {
            // 模擬耗時操作，這里休眠3秒
            Thread.sleep(30000);
            System.out.println("異步方法執(zhí)行完成");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.3 調(diào)用異步方法

可以在其他組件（如控制器、其他服務(wù)方法等）中調(diào)用這個異步方法。調(diào)用時，方法會立即返回，而實際的操作會在后臺線程中執(zhí)行。

例如，在一個 Spring MVC 控制器中調(diào)用上述異步方法：

@RestController
public class MyController {
    @Autowired
    private MyService myService;

    @GetMapping("/async")
    public String asyncEndpoint() {
        myService.doSomethingAsync();
        return "異步操作已啟動";
    }
}

2.4 需要異步結(jié)果時

如果異步方法需要返回一個結(jié)果，可以將方法的返回類型定義為Future。Future接口是 Java 并發(fā)包中的一部分，用于表示一個異步計算的結(jié)果。

例如，修改前面的MyService中的方法如下：

@Async
public Future<String> doSomethingAsyncWithResult() {
    try {
        // 模擬耗時操作，這里休眠3秒
        Thread.sleep(3000);
        return new AsyncResult<>("異步方法執(zhí)行結(jié)果");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

然后在調(diào)用這個方法的地方，可以通過Future的get方法來獲取結(jié)果：

@GetMapping("/async - result")
public String asyncResultEndpoint() {
    try {
        Future<String> futureResult = myService.doSomethingAsyncWithResult();
        String result = futureResult.get();
        return result;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return "獲取結(jié)果出錯";
    }
}

注意：get方法會阻塞當(dāng)前線程，直到異步方法執(zhí)行完成并返回結(jié)果

3、注意事項

3.1 線程池

默認情況下，Spring 使用SimpleAsyncTaskExecutor來執(zhí)行異步任務(wù)，這個執(zhí)行器會為每個任務(wù)創(chuàng)建一個新的線程。在高并發(fā)場景下，這可能導(dǎo)致系統(tǒng)資源耗盡，因為創(chuàng)建線程是一個比較耗費資源的操作。而且過多的線程會增加上下文切換的成本，降低系統(tǒng)的整體性能。

例如，假設(shè)有一個 Web 應(yīng)用，大量用戶同時觸發(fā)帶有@Async注解的方法，如果不配置線程池，可能會創(chuàng)建大量線程，使服務(wù)器的 CPU 和內(nèi)存資源被大量占用，最終導(dǎo)致應(yīng)用程序響應(yīng)緩慢甚至崩潰。

可以通過配置自定義的線程池來優(yōu)化。

例如，定義一個線程池配置類：

@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
    @Bean("asyncExecutor")
    public Executor asyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(5);
        executor.setMaxPoolSize(10);
        executor.setQueueCapacity(25);
        executor.setThreadNamePrefix("Async - ");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

然后在@Async注解中指定線程池名稱：

@Async("asyncExecutor")
public void doSomethingAsync() {
    // 方法內(nèi)容
}

合理設(shè)置線程池參數(shù)

• 核心線程數(shù)（CorePoolSize）：這是線程池一直保持的線程數(shù)量，即使線程處于空閑狀態(tài)也不會被銷毀。應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用程序的平均負載來設(shè)置。例如，如果應(yīng)用程序通常需要同時處理 5 個異步任務(wù)，那么可以將核心線程數(shù)設(shè)置為 5。
• 最大線程數(shù)（MaxPoolSize）：它定義了線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)量。當(dāng)任務(wù)隊列已滿且有新任務(wù)到來時，線程池會創(chuàng)建新線程，直到達到最大線程數(shù)。設(shè)置時要考慮系統(tǒng)資源限制和任務(wù)的突發(fā)情況。如果系統(tǒng)資源有限，不能無限制地增加線程數(shù)。
• 任務(wù)隊列容量（QueueCapacity）：用于存儲等待執(zhí)行的任務(wù)。當(dāng)線程池中的線程都在忙碌時，新任務(wù)會被放入任務(wù)隊列。如果隊列已滿，且未達到最大線程數(shù)，才會創(chuàng)建新線程。隊列容量的大小應(yīng)該根據(jù)任務(wù)的平均處理時間和任務(wù)的產(chǎn)生頻率來確定。

線程池的復(fù)用和管理

• 配置好的線程池可以復(fù)用線程，提高線程的利用率。通過合理設(shè)置線程池的參數(shù)，可以使線程在任務(wù)之間高效切換，減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷。同時，需要注意線程池的生命周期管理，在應(yīng)用程序關(guān)閉時，應(yīng)該正確地關(guān)閉線程池，以避免資源泄漏。

3.2 異常處理 

異常不會自動傳播給調(diào)用者，這是使用@Async時一個容易被忽視的問題。

當(dāng)異步方法拋出異常時，異常不會像同步方法那樣直接傳播到調(diào)用者。這是因為異步方法在另一個線程中執(zhí)行，異常在這個線程中被拋出，如果不進行特殊處理，調(diào)用者可能完全不知道異步方法出現(xiàn)了問題。

例如，在一個業(yè)務(wù)邏輯中，調(diào)用了一個帶有@Async注解的方法來更新數(shù)據(jù)庫記錄，若該異步方法在執(zhí)行過程中拋出了SQLException，如果沒有處理這個異常，調(diào)用者可能會繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的操作，認為更新操作已經(jīng)成功，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致等問題。

在異步方法內(nèi)部處理異常，可以在異步方法內(nèi)部使用try - catch塊來捕獲和處理異常。這樣可以在異步方法內(nèi)部對異常進行記錄、重試或者進行一些補救措施。

例如：

@Async
public void asyncMethod() {
    try {
        // 可能會拋出異常的代碼
    } catch (Exception e) {
        // 記錄異常日志
        logger.error("異步方法出現(xiàn)異常", e);
        // 可以在這里進行重試或者其他補救措施
    }
}

配置全局異步異常處理機制，如果不想在每個異步方法內(nèi)部都處理異常，可以實現(xiàn)AsyncUncaughtExceptionHandler接口來配置全局的異步異常處理機制。這個接口有一個handleUncaughtException方法，當(dāng)異步方法拋出未捕獲的異常時會被調(diào)用。

例如：

@Configuration
@EnableAsync
public class AppConfig implements AsyncUncaughtExceptionHandler {
    // 開啟異步支持的配置
    @Override
    public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
        // 記錄異常日志
        logger.error("異步方法出現(xiàn)未捕獲異常，方法名： " + method.getName(), ex);
        // 可以在這里進行全局的異常處理策略，如通知管理員等
    }
}

3.3 同類中調(diào)用異步方法

如果在一個類中，一個方法（方法 A）調(diào)用了同一個類中的另一個帶有@Async注解的方法（方法 B），默認情況下@Async注解可能不會生效。

這是因為 Spring 的代理機制導(dǎo)致的，方法 A 直接調(diào)用方法 B 時，實際上沒有通過代理對象來調(diào)用，所以不會觸發(fā)異步執(zhí)行。

例如，在一個Service類中：

@Service
public class MyService {
    @Async
    public void asyncMethod() {
        // 異步執(zhí)行的代碼
    }
    public void anotherMethod() {
        asyncMethod(); // 這種情況下，@Async可能不會生效
    }
}

解決方法是將方法 B 的調(diào)用通過注入的代理對象來進行。可以通過@Autowired將當(dāng)前類自己注入進來，然后通過代理對象調(diào)用方法 B。

例如：

@Service
public class MyService {
    @Autowired
    private MyService self;
    @Async
    public void asyncMethod() {
        // 異步執(zhí)行的代碼
    }
    public void anotherMethod() {
        self.asyncMethod(); // 通過代理對象調(diào)用，@Async生效
    }
}

3.4 循環(huán)依賴

在使用@Async時，如果涉及到循環(huán)依賴，可能會導(dǎo)致應(yīng)用程序啟動失敗或者出現(xiàn)異常行為。因為異步方法的代理對象創(chuàng)建和循環(huán)依賴的解決可能會相互沖突。

例如，有兩個服務(wù)類ServiceA和ServiceB，它們相互依賴并且都有@Async注解的方法。

在這種情況下，需要仔細檢查依賴注入的方式和異步方法的使用，避免出現(xiàn)循環(huán)依賴導(dǎo)致的問題。可以通過調(diào)整依賴注入的順序、使用@Lazy注解等方式來緩解循環(huán)依賴問題。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java Spring的@Async的使用及注意事項的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring的@Async使用及注意內(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(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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