SpringBoot系列：Spring Boot異步調用@Async

在實際開發中，有時候為了及時處理請求和進行響應，我們可能會多任務同時執行，或者先處理主任務，也就是異步調用，異步調用的實現有很多，例如多線程、定時任務、消息隊列等，

這一章節，我們就來講講@Async異步方法調用。

一、@Async使用演示

@Async是Spring內置注解，用來處理異步任務，在SpringBoot中同樣適用，且在SpringBoot項目中，除了boot本身的starter外，不需要額外引入依賴。

而要使用@Async，需要在啟動類上加上@EnableAsync主動聲明來開啟異步方法。

@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
    }

}

現假設有3個任務需要去處理，分別對應AsyncTask類的taskOne、taskTwo、taskThree方法，這里做了線程的sleep來模擬實際運行。

@Slf4j
@Component
public class AsyncTask {

    private Random random = new Random();
    
    public void taskOne() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務一執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
    }
    
    public void taskTwo() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務二執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
    }
    
    public void taskThree() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務三執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
    }

}

然后編寫測試類，由於@Async注解需要再Spring容器啟動后才能生效，所以這里講測試類放到了SpringBoot的test包下，使用了SpringBootTest。

@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = SpringbootApplication.class)
public class AsyncTaskTest {

    @Autowired
    private AsyncTask asyncTask;

    @Test
    public void doAsyncTasks(){
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            asyncTask.taskOne();
            asyncTask.taskTwo();
            asyncTask.taskThree();
            Thread.sleep(5000);
            long end = System.currentTimeMillis();
            log.info("主程序執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

運行測試方法，可以在控制台看到任務一二三按順序執行，最后主程序完成，這和我們的預期一樣，因為我們沒有任何額外的處理，他們就是普通的方法，按編碼順序依次執行。

而如果要使任務並發執行，我們只需要在任務方法上使用@Async注解即可，需要注意的是@Async所修飾的方法不要定義為static類型，這樣異步調用不會生效。

@Slf4j
@Component
public class AsyncTask {

    private Random random = new Random();

    //@Async所修飾的函數不要定義為static類型，這樣異步調用不會生效
    @Async
    public void taskOne() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務一執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
    }

    @Async
    public void taskTwo() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務二執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
    }

    @Async
    public void taskThree() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務三執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
    }

}

然后我們在運行測試類，這個時候輸出可能就五花八門了，任意任務都可能先執行完成，也有可能有的方法因為主程序關閉而沒有輸出。

二、Future獲取異步執行結果

上面演示了@Async，但是有時候除了需要任務並發調度外，我們還需要獲取任務的返回值，且在多任務都執行完成后再結束主任務，這個時候又該怎么處理呢？

在多線程里通過Callable和Future可以獲取返回值，這里也是類似的，我們使用Future返回方法的執行結果，AsyncResult 是Future的一個實現類。

@Slf4j
@Component
public class FutureTask {

    private Random random = new Random();

    //@Async所修飾的函數不要定義為static類型，這樣異步調用不會生效
    @Async
    public Future<String> taskOne() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務一執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
        return new AsyncResult <>("任務一Ok");
    }

    @Async
    public Future<String> taskTwo() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務二執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
        return new AsyncResult <>("任務二OK");
    }

    @Async
    public Future<String> taskThree() throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("任務三執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
        return new AsyncResult <>("任務三Ok");
    }

}

在AsyncResult中：

• isDone()方法可以用於判斷異步方法是否執行完成，若任務完成，則返回true
• get()方法可用於獲取任務執行后返回的結果
• cancel(boolean mayInterruptIfRunning)可用於取消任務，參數mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務，如果設置true，則表示可以取消正在執行過程中的任務
• isCancelled()方法表示任務是否被取消成功，如果在任務正常完成前被取消成功，則返回 true
• get(long timeout, TimeUnit unit)用來獲取執行結果，如果在指定時間內，還沒獲取到結果，就直接返回null

@Slf4j
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = SpringbootApplication.class)
public class AsyncTaskTest {

    @Autowired
    private FutureTask futureTask;

    @Test
    public void doFutureTasks(){
        try {
            long start = System.currentTimeMillis();
            Future <String> future1 = futureTask.taskOne();
            Future <String> future2 = futureTask.taskTwo();
            Future <String> future3 = futureTask.taskThree();
            //3個任務執行完成之后再執行主程序
            do {
                Thread.sleep(100);
            } while (future1.isDone() && future2.isDone() && future3.isDone());
            log.info("獲取異步方法的返回值:{}", future1.get());
            Thread.sleep(5000);
            long end = System.currentTimeMillis();
            log.info("主程序執行完成耗時{}秒", (end - start)/1000f);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

運行測試類，我們可以看到任務一二三異步執行了，主任務最后執行完成，而且可以獲取到任務的返回信息。

源碼地址：https://github.com/imyanger/springboot-project/tree/master/p23-springboot-async