很多业务场景需要使用异步去完成，比如：发送短信通知。要完成异步操作一般有两种：

1、消息队列MQ

2、线程池处理。

我们来看看Spring框架中如何去使用线程池来完成异步操作，以及分析背后的原理。

一. Spring异步线程池的接口类 ：TaskExecutor

在Spring4中，Spring中引入了一个新的注解@Async，这个注解让我们在使用Spring完成异步操作变得非常方便。

Spring异步线程池的接口类，其实质是java.util.concurrent.Executor

Spring 已经实现的异常线程池：

1. SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程。

2. SyncTaskExecutor：这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作。只适用于不需要多线程的地方

3. ConcurrentTaskExecutor：Executor的适配类，不推荐使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不满足要求时，才用考虑使用这个类

4. SimpleThreadPoolTaskExecutor：是Quartz的SimpleThreadPool的类。线程池同时被quartz和非quartz使用，才需要使用此类

5. ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推荐。 其实质是对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包装，

二、简单使用说明

Spring中用@Async注解标记的方法，称为异步方法。在spring boot应用中使用@Async很简单：

1、调用异步方法类上或者启动类加上注解@EnableAsync

2、在需要被异步调用的方法外加上@Async

3、所使用的@Async注解方法的类对象应该是Spring容器管理的bean对象；

启动类加上注解@EnableAsync：

import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync; @SpringBootApplication@EnableAsyncpublic class CollectorApplication { public static void main(String[] args) throws Exception {SpringApplication.run(CollectorApplication.class, args);}}

在需要被异步调用的方法外加上@Async，同时类AsyncService加上注解@Service或者@Component，使其对象成为Spring容器管理的bean对象；

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.scheduling.annotation.Async;import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.transaction.annotation.Transactional; @Service@Transactionalpublic class AsyncService { @Async public void asyncMethod(String s) { System.out.println(“receive:” + s); } public void test() { System.out.println(“test”); asyncMethod();//同一个类里面调用异步方法 } @Async public void test2() { AsyncService asyncService = context.getBean(AsyncService.class); asyncService.asyncMethod();//异步 } /** * 异布调用返回Future */ @Async public Future asyncInvokeReturnFuture(int i) { System.out.println(“asyncInvokeReturnFuture, parementer=”+ i); Future future; try { Thread.sleep(1000 * 1); future = new AsyncResult(“success:” + i); } catch (InterruptedException e) { future = new AsyncResult(“error”); } return future; }} //异步方法和普通的方法调用相同asyncService.asyncMethod(“123”);Future future = asyncService.asyncInvokeReturnFuture(100);System.out.println(future.get());

如果将一个类声明为异步类@Async，那么这个类对外暴露的方法全部成为异步方法。

@Async@Servicepublic class AsyncClass { public AsyncClass() { System.out.println(“—-init AsyncClass—-“); } volatile int index = 0; public void foo() { System.out.println(“asyncclass foo, index:” + index); } public void foo(int i) { this.index = i; System.out.println(“asyncclass foo, index:” + i); } public void bar(int i) { this.index = i; System.out.println(“asyncclass bar, index:” + i); }}

这里需要注意的是：

1、同一个类里面调用异步方法不生效：原因默认类内的方法调用不会被aop拦截，即调用方和被调用方是在同一个类中，是无法产生切面的，该对象没有被Spring容器管理。即@Async方法不生效。

解决办法：如果要使同一个类中的方法之间调用也被拦截，需要使用spring容器中的实例对象，而不是使用默认的this，因为通过bean实例的调用才会被spring的aop拦截

本例使用方法：AsyncService asyncService = context.getBean(AsyncService.class); 然后使用这个引用调用本地的方法即可达到被拦截的目的

备注：这种方法只能拦截protected，default，public方法，private方法无法拦截。这个是spring aop的一个机制。

2、如果不自定义异步方法的线程池默认使用SimpleAsyncTaskExecutor。SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程。并发大的时候会产生严重的性能问题。

3、异步方法返回类型只能有两种：void和java.util.concurrent.Future。

1）当返回类型为void的时候，方法调用过程产生的异常不会抛到调用者层面，

可以通过注AsyncUncaughtExceptionHandler来捕获此类异常

2）当返回类型为Future的时候，方法调用过程产生的异常会抛到调用者层面

三、定义通用线程池

1、定义线程池

在Spring Boot主类中定义一个线程池，public Executor taskExecutor() 方法用于自定义自己的线程池，线程池前缀”taskExecutor-”。如果不定义，则使用系统默认的线程池。

@SpringBootApplicationpublic class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } @EnableAsync @Configuration class TaskPoolConfig { @Bean public Executor taskExecutor1() { ThreadPoolTaskExecutor pool = new ThreadPoolTaskExecutor(); pool.setCorePoolSize(5); //线程池活跃的线程数 pool.setMaxPoolSize(10); //线程池最大活跃的线程数 pool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true); pool.setThreadNamePrefix(“defaultExecutor”); return pool; } @Bean(“taskExecutor”) public Executor taskExecutor2() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(10); executor.setMaxPoolSize(20); executor.setQueueCapacity(200); executor.setKeepAliveSeconds(60); executor.setThreadNamePrefix(“taskExecutor-“); executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true); executor.setAwaitTerminationSeconds(60); return executor; } }}

上面我们通过ThreadPoolTaskExecutor创建了一个线程池，同时设置了如下参数：

核心线程数10：线程池创建时初始化的线程数

最大线程数20：线程池最大的线程数，只有在缓冲队列满了之后才会申请超过核心线程数的线程

缓冲队列200：用来缓冲执行任务的队列

允许线程的空闲时间60秒：超过了核心线程数之外的线程，在空闲时间到达之后会被销毁

线程池名的前缀：设置好了之后可以方便我们定位处理任务所在的线程池

线程池对拒绝任务的处理策略：此处采用了CallerRunsPolicy策略，当线程池没有处理能力的时候，该策略会直接在execute方法的调用线程中运行被拒绝的任务；如果执行程序已被关闭，则会丢弃该任务

设置线程池关闭的时候等待所有任务都完成再继续销毁其他的Bean

设置线程池中任务的等待时间，如果超过这个时候还没有销毁就强制销毁，以确保应用最后能够被关闭，而不是阻塞住

也可以单独类来配置线程池：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;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;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; /** * Created by huangguisu on 2020/6/10. */ @Configuration@EnableAsyncpublic class MyThreadPoolConfig { private static final int CORE_POOL_SIZE = 10; private static final int MAX_POOL_SIZE = 20; private static final int QUEUE_CAPACITY = 200; public static final String BEAN_EXECUTOR = “bean_executor”; /** * 事件和情感接口线程池执行器配置 * @return 事件和情感接口线程池执行器bean * */ @Bean(BEAN_EXECUTOR) public Executor executor() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(CORE_POOL_SIZE); executor.setMaxPoolSize(MAX_POOL_SIZE); // 设置队列容量 executor.setQueueCapacity(QUEUE_CAPACITY); // 设置线程活跃时间(秒) executor.setKeepAliveSeconds(60); executor.setThreadNamePrefix(“SE-Pool#Task”); // 设置拒绝策略 executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); executor.initialize(); return executor; }}

2、异步方法使用线程池

只需要在@Async注解中指定线程池名即可

@Componentpublic class Task { //默认使用线程池 @Async public void doTaskOne() throws Exception { System.out.println(“开始做任务”); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(“完成任务耗时：” + (end – start) + “毫秒”); } //根据Bean Name指定特定线程池 @Async(“taskExecutor”) public void doTaskOne() throws Exception { System.out.println(“开始做任务”); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(“完成任务耗时：” + (end – start) + “毫秒”); }}

3、通过xml配置定义线程池

Bean文件配置: spring_async.xml1. 线程的前缀为xmlExecutor2. 启动异步线程池配置

启动类导入xml文件：

@SpringBootApplication@ImportResource(“classpath:/async/spring_async.xml”)public class AsyncApplicationWithXML { private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncApplicationWithXML.class); public static void main(String[] args) { log.info(“Start AsyncApplication.. “); SpringApplication.run(AsyncApplicationWithXML.class, args); } }

线程池参数说明

1. ‘id’ ： 线程名称的前缀

2. ‘pool-size’：线程池的大小。支持范围”min-max”和固定值（此时线程池core和max sizes相同）

3. ‘queue-capacity’ ：排队队列长度

4. ‘rejection-policy’: 对方拒绝的任务处理策略

5. ‘keep-alive’ ： 线程保护时间（单位秒）

四、异常处理

上面也提到：在调用方法时，可能出现方法中抛出异常的情况。在异步中主要有有两种异常处理方法：

1. 对于方法返回值是Futrue的异步方法:

a) 、一种是在调用future的get时捕获异常;

b)、 在异常方法中直接捕获异常

2. 对于返回值是void的异步方法：通过AsyncUncaughtExceptionHandler处理异常

@Componentpublic class AsyncException { /** * 带参数的异步调用 异步方法可以传入参数 * 对于返回值是void，异常会被AsyncUncaughtExceptionHandler处理掉 * @param s */ @Async public void asyncInvokeWithException(String s) { log.info(“asyncInvokeWithParameter, parementer={}”, s); throw new IllegalArgumentException(s); } /** * 异常调用返回Future * 对于返回值是Future，不会被AsyncUncaughtExceptionHandler处理，需要我们在方法中捕获异常并处理 * 或者在调用方在调用Futrue.get时捕获异常进行处理 * * @param i * @return */ @Async public Future asyncInvokeReturnFuture(int i) { System.out.println(“asyncInvokeReturnFuture, parementer={}”, i); Future future; try { Thread.sleep(1000 * 1); future = new AsyncResult(“success:” + i); throw new IllegalArgumentException(“a”); } catch (InterruptedException e) { future = new AsyncResult(“error”); } catch(IllegalArgumentException e){ future = new AsyncResult(“error-IllegalArgumentException”); } return future; } }

实现AsyncConfigurer接口对异常线程池更加细粒度的控制a) 创建线程自己的线程池b) 对void方法抛出的异常处理的类AsyncUncaughtExceptionHandler

@Servicepublic class MyAsyncConfigurer implements AsyncConfigurer{ @Override public Executor getAsyncExecutor() { ThreadPoolTaskExecutor threadPool = new ThreadPoolTaskExecutor(); threadPool.setCorePoolSize(1); threadPool.setMaxPoolSize(1); threadPool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true); threadPool.setAwaitTerminationSeconds(60 * 15); threadPool.setThreadNamePrefix(“MyAsync-“); threadPool.initialize(); return threadPool; } @Override public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() { return new MyAsyncExceptionHandler(); } /** * 自定义异常处理类 */ class MyAsyncExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler { @Override public void handleUncaughtException(Throwable throwable, Method method, Object… obj) { System.out.println(“Exception message – ” + throwable.getMessage()); System.out.println(“Method name – ” + method.getName()); for (Object param : obj) { System.out.println(“Parameter value – ” + param); } } } }

五、问题

上面也提到：如果不自定义异步方法的线程池默认使用SimpleAsyncTaskExecutor。SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程。并发大的时候会产生严重的性能问题。

一般的错误OOM：OutOfMemoryError：unable to create new native thread，创建线程数量太多，占用内存过大.

解决办法：一般最好使用自定义线程池，做一些特殊策略, 比如自定义拒绝策略，如果队列满了，则拒绝处理该任务。

原文链接：https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/106671893