@Async 是 Spring 3.0 提供的一个注解,用于标识某类(下的公共方法)或某方法会执行异步调用。
接下来,我们来看下 @Async 的基本使用和实现原理。
1.基本使用
@Async 基本使用可以分为以下 3 步:
项目中开启异步支持
创建异步方法
调用异步方法
1.1 开启异步支持
以 Spring Boot 项目为例,我们首先需要在 Spring Boot 的启动类,也就是带有 @SpringBootApplication 注解的类上添加 @EnableAsync 注解,以开启异步方法执行的支持,如下代码所示:
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class MyApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
}
}
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1.2 创建异步方法
创建异步方法是在需要异步执行的方法上添加 @Async 注解,这个方法一定是要放在被 IoC 容器管理的 Bean 中,只有被 IoC 管理的类才能实现异步调用,例如在带有 @Service 注解的类中创建异步方法:
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class AsyncService {
@Async
public void performAsyncTask() {
// 这里放置需要异步执行的代码
System.out.println("异步任务正在执行,当前线程:" + Thread.currentThread().getName());
}
}
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1.3 调用异步方法
在其他类或方法中,通过注入这个服务类的实例来调用异步方法。注意,直接在同一个类内部调用不会触发异步行为,必须通过注入的实例调用,使用 new 创建的对象也不能进行异步方法调用,具体实现代码如下:
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class MyController {
@Autowired
private AsyncService asyncService;
@GetMapping("/startAsync")
public String startAsyncTask() {
asyncService.performAsyncTask();
return "异步任务已启动";
}
}
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2.实现原理
简单来说,@Async 注解是由 AOP(面向切面)实现的,具体来说,它是由 AsyncAnnotationAdvisor 这个切面类来实现的。
在 AsyncAnnotationAdvisor 中,会使用 AsyncExecutionInterceptor 来处理 @Async 注解,它会在被 @Async 注解标识的方法被调用时,创建一个异步代理对象来执行方法。这个异步代理对象会在一个新的线程中调用被 @Async 注解标识的方法,从而实现方法的异步执行。
在 AsyncExecutionInterceptor 中,核心方法是 getDefaultExecutor 方法,使用此方法来获取一个线程池来执行被 @Async 注解修饰的方法,它的实现源码如下:
@Nullable
protected Executor getDefaultExecutor(@Nullable BeanFactory beanFactory) {
Executor defaultExecutor = super.getDefaultExecutor(beanFactory);
return (Executor)(defaultExecutor != null ? defaultExecutor : new SimpleAsyncTaskExecutor());
}
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此方法实现比较简单,它是先尝试调用父类 AsyncExecutionAspectSupport#getDefaultExecutor 方法获取线程池,如果父类方法获取不到线程池再用创建 SimpleAsyncTaskExecutor 对象作为 Async 的线程池返回。
而 SimpleAsyncTaskExecutor 中在执行任务时是这样的:
protected void doExecute(Runnable task) {
this.newThread(task).start();
}
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可以看出,在 Spring 框架中如果使用默认的 @Async 注解,它的执行比较简单粗暴,并没有使用线程池,而是每次创建线程来执行,所以在 Spring 框架中是不能直接使用 @Async 注解的,需要使用 @Async 注解搭配自定义的线程池,既实现 AsyncConfigurer 接口来提供自定义的 ThreadPoolTaskExecutor 来创建线程池,以确保 @Async 能真正的使用线程池来执行异步任务。
然而,在 Spring Boot 中,因为在框架启动时,自动注入了 ThreadPoolTaskExecutor,如下源码所示:
@ConditionalOnClass({ThreadPoolTaskExecutor.class})
@AutoConfiguration
@EnableConfigurationProperties({TaskExecutionProperties.class})
@Import({TaskExecutorConfigurations.ThreadPoolTaskExecutorBuilderConfiguration.class, TaskExecutorConfigurations.TaskExecutorBuilderConfiguration.class, TaskExecutorConfigurations.SimpleAsyncTaskExecutorBuilderConfiguration.class, TaskExecutorConfigurations.TaskExecutorConfiguration.class})
public class TaskExecutionAutoConfiguration {
public static final String APPLICATION_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME = "applicationTaskExecutor";
public TaskExecutionAutoConfiguration() {
}
}
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具体的构建细节源码如下:
@Bean
@ConditionalOnMissingBean({TaskExecutorBuilder.class, ThreadPoolTaskExecutorBuilder.class})
ThreadPoolTaskExecutorBuilder threadPoolTaskExecutorBuilder(TaskExecutionProperties properties, ObjectProvider<ThreadPoolTaskExecutorCustomizer> threadPoolTaskExecutorCustomizers, ObjectProvider<TaskExecutorCustomizer> taskExecutorCustomizers, ObjectProvider<TaskDecorator> taskDecorator) {
TaskExecutionProperties.Pool pool = properties.getPool();
ThreadPoolTaskExecutorBuilder builder = new ThreadPoolTaskExecutorBuilder();
builder = builder.queueCapacity(pool.getQueueCapacity());
builder = builder.corePoolSize(pool.getCoreSize());
builder = builder.maxPoolSize(pool.getMaxSize());
builder = builder.allowCoreThreadTimeOut(pool.isAllowCoreThreadTimeout());
builder = builder.keepAlive(pool.getKeepAlive());
TaskExecutionProperties.Shutdown shutdown = properties.getShutdown();
builder = builder.awaitTermination(shutdown.isAwaitTermination());
builder = builder.awaitTerminationPeriod(shutdown.getAwaitTerminationPeriod());
builder = builder.threadNamePrefix(properties.getThreadNamePrefix());
Stream var10001 = threadPoolTaskExecutorCustomizers.orderedStream();
Objects.requireNonNull(var10001);
builder = builder.customizers(var10001::iterator);
builder = builder.taskDecorator((TaskDecorator)taskDecorator.getIfUnique());
builder = builder.additionalCustomizers(taskExecutorCustomizers.orderedStream().map(this::adapt).toList());
return builder;
}
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因此在 Spring Boot 框架中可以直接使用 @Async 注解,无需担心它每次都会创建线程来执行的问题。
课后思考
为什么使用 @Async 注解不能解决循环依赖的问题?为什么使用 @Async 注解会导致事务实现?
本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site,其中包含的内容有:Redis、JVM、并发、并发、MySQL、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、设计模式、消息队列等模块。
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