如何在Java Spring實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行(詳細(xì)篇)

更新時(shí)間：2025年07月23日 14:44:58 作者：喵手

Spring框架通過(guò)@Async、Executor等實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行,提升系統(tǒng)性能與響應(yīng)速度,支持自定義線程池管理并發(fā),本文給大家介紹如何在 Spring 中實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行,使用的技術(shù)包括 @Async 注解、Executor、Future 等,感興趣的朋友一起看看吧

前言

在 Java 開發(fā)中，異步執(zhí)行是提高系統(tǒng)性能和響應(yīng)速度的重要手段之一。在 Spring 框架中，提供了非常方便的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行。通過(guò)將任務(wù)異步化，能夠讓系統(tǒng)在等待某些耗時(shí)操作（如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、文件處理等）完成時(shí)，不阻塞主線程，從而提高應(yīng)用的吞吐量和響應(yīng)速度。

本文將介紹如何在 Spring 中實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行，使用的技術(shù)包括 @Async 注解、Executor、Future 等。

1. 使用 @Async 實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行

1.1 啟用異步執(zhí)行支持

在 Spring Boot 中，我們可以通過(guò) @EnableAsync 注解啟用異步支持。

在主應(yīng)用類或配置類中，添加 @EnableAsync 注解：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
@SpringBootApplication
@EnableAsync  // 啟用異步支持
public class MyApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
    }
}

1.2 創(chuàng)建異步方法

一旦啟用異步支持，我們可以通過(guò) @Async 注解將方法標(biāo)記為異步執(zhí)行。默認(rèn)情況下，方法會(huì)在另一個(gè)線程中執(zhí)行，并且不會(huì)阻塞調(diào)用者的線程。

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class AsyncService {
    // 這個(gè)方法會(huì)異步執(zhí)行
    @Async
    public void asyncMethod() {
        try {
            // 模擬一個(gè)耗時(shí)的任務(wù)
            System.out.println("異步方法開始執(zhí)行");
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("異步方法執(zhí)行完成");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.3 調(diào)用異步方法

我們可以通過(guò)調(diào)用 @Async 注解的方法來(lái)觸發(fā)異步執(zhí)行。調(diào)用異步方法時(shí)，方法的執(zhí)行將會(huì)在一個(gè)新的線程中進(jìn)行，而不會(huì)阻塞主線程。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class AsyncController {
    @Autowired
    private AsyncService asyncService;
    @GetMapping("/startAsync")
    public String startAsyncProcess() {
        asyncService.asyncMethod();
        return "異步任務(wù)已啟動(dòng)!";
    }
}

1.4 異步執(zhí)行的線程池配置

默認(rèn)情況下，Spring 會(huì)使用簡(jiǎn)單的 SimpleAsyncTaskExecutor 來(lái)執(zhí)行異步方法。但你可以根據(jù)需要自定義線程池，以優(yōu)化性能。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
@Configuration
public class AsyncConfig {
    @Bean
    public ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(5);  // 核心線程池大小
        executor.setMaxPoolSize(10);  // 最大線程池大小
        executor.setQueueCapacity(25);  // 等待隊(duì)列大小
        executor.setThreadNamePrefix("async-task-");  // 線程名前綴
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

然后，將 @Async 注解的默認(rèn)執(zhí)行器切換到自定義的線程池：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class AsyncService {
    @Autowired
    private ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor;
    @Async
    public void asyncMethod() {
        taskExecutor.execute(() -> {
            try {
                System.out.println("異步任務(wù)開始執(zhí)行");
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("異步任務(wù)執(zhí)行完成");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }
}

2. 使用 Future 獲取異步執(zhí)行的結(jié)果

有時(shí)我們希望在異步方法執(zhí)行完成后獲取結(jié)果。這時(shí)可以使用 Future 或 CompletableFuture 來(lái)異步獲取方法的執(zhí)行結(jié)果。

2.1 使用 Future 獲取結(jié)果

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
@Service
public class AsyncService {
    @Async
    public Future<String> asyncMethodWithResult() {
        try {
            Thread.sleep(2000);  // 模擬耗時(shí)任務(wù)
            return new CompletableFuture<String>().completedFuture("任務(wù)完成");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            return new CompletableFuture<String>().completedFuture("任務(wù)失敗");
        }
    }
}

2.2 調(diào)用異步方法并獲取結(jié)果

在調(diào)用異步方法時(shí)，可以通過(guò) Future 獲取返回結(jié)果：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.Future;
@RestController
public class AsyncController {
    @Autowired
    private AsyncService asyncService;
    @GetMapping("/startAsync")
    public String startAsyncProcess() throws Exception {
        Future<String> result = asyncService.asyncMethodWithResult();
        // 獲取異步執(zhí)行的結(jié)果
        return "異步任務(wù)結(jié)果: " + result.get();  // 阻塞直到任務(wù)完成
    }
}

2.3 使用 CompletableFuture

CompletableFuture 提供了更豐富的 API，可以組合多個(gè)異步任務(wù)，處理異常等。它在 Spring 4.0 引入，可以用于處理更復(fù)雜的異步邏輯。

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
@Service
public class AsyncService {
    @Async
    public CompletableFuture<String> asyncMethodWithResult() {
        try {
            Thread.sleep(2000);  // 模擬耗時(shí)任務(wù)
            return CompletableFuture.completedFuture("任務(wù)完成");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            return CompletableFuture.completedFuture("任務(wù)失敗");
        }
    }
}

2.4 調(diào)用異步方法并獲取結(jié)果

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
@RestController
public class AsyncController {
    @Autowired
    private AsyncService asyncService;
    @GetMapping("/startAsync")
    public String startAsyncProcess() throws Exception {
        CompletableFuture<String> result = asyncService.asyncMethodWithResult();
        // 獲取異步執(zhí)行的結(jié)果
        return "異步任務(wù)結(jié)果: " + result.get();  // 阻塞直到任務(wù)完成
    }
}

3. 異常處理

在異步執(zhí)行中，捕獲并處理異常是非常重要的。Spring 的異步方法本身不會(huì)直接拋出異常，因此需要通過(guò) Future 或 CompletableFuture 來(lái)捕獲和處理異步任務(wù)中的異常。

3.1 異常處理示例

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class AsyncService {
    @Async
    public CompletableFuture<String> asyncMethodWithError() {
        try {
            // 模擬出現(xiàn)錯(cuò)誤
            if (true) {
                throw new RuntimeException("異步任務(wù)出錯(cuò)");
            }
            return CompletableFuture.completedFuture("任務(wù)完成");
        } catch (Exception e) {
            return CompletableFuture.completedFuture("任務(wù)失?。? + e.getMessage());
        }
    }
}

4. 總結(jié)

@Async 是 Spring 提供的一種方便的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)異步執(zhí)行。它允許我們將方法標(biāo)記為異步，Spring 會(huì)自動(dòng)在另一個(gè)線程中執(zhí)行該方法。
異步執(zhí)行線程池：通過(guò)配置線程池，控制并發(fā)任務(wù)的執(zhí)行數(shù)量和資源管理，避免過(guò)多的線程造成資源浪費(fèi)。
Future 和 CompletableFuture：提供了一種方式來(lái)獲取異步任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，支持阻塞等待結(jié)果或進(jìn)行更復(fù)雜的異步任務(wù)組合和處理。
異常處理：異步方法中的異常需要顯式地進(jìn)行捕獲和處理，因?yàn)?Spring 的異步方法不會(huì)自動(dòng)拋出異常。

Spring Boot 中的異步執(zhí)行可以幫助提高系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)速度，特別是對(duì)于需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)的操作，能夠避免阻塞主線程，提高用戶體驗(yàn)。

到此這篇關(guān)于Java Spring 異步執(zhí)行 | 詳細(xì)篇的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Spring 異步執(zhí)行內(nèi)容請(qǐng)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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