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在现代Java应用程序中异步处理是提高性能和响应速度的重要手段之一比如博主之前分享的【Spring Boot 使用自定义注解和自定义线程池实现异步日志记录】就是采用了异步处理来实现日志记录而在Spring Boot中它提供了Async注解来简化异步编程今天博主就来和小伙伴们分享本Async注解的基本使用、实现原理以及应用场景。 2、Async注解的基本使用
Async注解用于标注方法使其在独立的线程中异步执行。Spring Boot提供了一种简单的方法来启用异步方法调用只需在配置类或主类上添加EnableAsync注解
❶ 引入依赖
在 Spring Boot 项目 pom.xml 文件中添加必要的依赖
dependencygroupIdorg.springframework.boot/groupIdartifactIdspring-boot-starter-web/artifactId
/dependency
dependencygroupIdorg.springframework.boot/groupIdartifactIdspring-boot-starter-aop/artifactId
/dependency❷ 启用异步支持
在Spring Boot应用的配置类或主类上启用异步支持 EnableAsync
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;SpringBootApplication
EnableAsync
public class AsyncApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(AsyncApplication.class, args);}
}❸ 定义异步方法
使用Async注解定义异步方法。例如创建一个服务类AsyncService
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;Service
public class AsyncService {Asyncpublic void asyncMethod() {try {Thread.sleep(5000); // 模拟耗时操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(异步方法执行完成);}
}❹ 调用异步方法
在需要调用异步方法的地方通过注入AsyncService并调用其异步方法
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;RestController
RequestMapping(/api)
public class AsyncController {Autowiredprivate AsyncService asyncService;GetMapping(/async)public String callAsyncMethod() {asyncService.asyncMethod();return 异步方法已调用;}
}最后请求访问Controller/api/async , 会发现Controller立即返回响应而asyncMethod将在独立线程中执行5秒后控制台输出异步方法执行完成 3、Async注解的实现原理
Async注解的实现依赖于Spring的AOP面向切面编程和TaskExecutor
❶ TaskExecutor
Spring 使用TaskExecutor来处理异步任务。默认情况下Spring Boot使用SimpleAsyncTaskExecutor但我们也可以自定义TaskExecutor来控制线程池
自定义TaskExecutor 我们可以通过Bean注解定义自定义的TaskExecutor
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;Configuration
public class AsyncConfig {Bean(name taskExecutor)public Executor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor executor new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(5);executor.setMaxPoolSize(10);executor.setQueueCapacity(25);executor.setThreadNamePrefix(AsyncThread-);executor.initialize();return executor;}
}❷ AOP代理
Async注解通过Spring AOP代理来实现异步调用。当标注为Async的方法被调用时Spring AOP会拦截调用并在TaskExecutor的线程池中异步执行该方法
❸ 异步方法返回值
Async注解的方法可以返回void、Future、CompletableFuture等类型如下代码
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;Service
public class AsyncService {Asyncpublic CompletableFutureString asyncMethodWithReturn() {try {Thread.sleep(5000); // 模拟耗时操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return CompletableFuture.completedFuture(异步方法返回结果);}
}调用带返回值的异步方法
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 {Autowiredprivate AsyncService asyncService;GetMapping(/asyncWithReturn)public CompletableFutureString callAsyncMethodWithReturn() {return asyncService.asyncMethodWithReturn();}
}4、应用场景
Async注解适用于各种需要异步处理的场景例如
❶ 后台任务处理 在Web应用中有些任务如发送邮件、生成报告耗时较长可以使用Async异步处理使用户无需等待任务完成即可获得响应。 ❷ 并行处理 对于可以并行处理的任务如并行数据处理、并行调用多个外部服务使用Async可以提高效率。 ❸ 提高系统吞吐量 通过异步调用可以充分利用多线程资源提高系统的吞吐量和响应速度。 5、常见问题及解决方案
5.1、Async方法调用无效
如果在同一个类中调用Async注解的方法异步调用可能无效。这是因为Spring AOP代理无法拦截同一类中的Async。 解决方法将异步方法放到另一个类中通过依赖注入进行调用 5.2、异常处理
异步方法中的异常不会自动传播到调用方。可以使用CompletableFuture处理异常见下面演示代码
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;Service
public class AsyncService {Asyncpublic CompletableFutureString asyncMethodWithException() {try {Thread.sleep(5000); // 模拟耗时操作throw new RuntimeException(异常发生);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return CompletableFuture.completedFuture(异步方法完成);}
}处理异常
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 {Autowiredprivate AsyncService asyncService;GetMapping(/asyncWithException)public CompletableFutureString callAsyncMethodWithException() {return asyncService.asyncMethodWithException().exceptionally(ex - 处理异常 ex.getMessage());}
}6、结语
Spring Boot的Async注解提供了一种简洁且强大的方式来实现异步处理。通过启用异步支持、定义异步方法并自定义TaskExecutor可以高效地处理各种异步任务。掌握Async注解的使用和原理有助于提升应用程序的性能和响应速度。
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