同步異步 定時任務 Spring線程池

一、使用線程池的目的：處理異步任務（雖然有同步線程池SyncTaskExecutor，但是本質不算一個線程池，只有同步操作，沒有異步調用）

 

二、同步與異步區別

　　同步：同步就是整個處理過程順序執行，當各個過程都執行完畢，並返回結果。

　　異步：異步調用則是只是發送了調用的指令，調用者無需等待被調用的方法完全執行完畢；而是繼續執行下面的流程。例如， 在某個調用中，需要順序調用 A, B, C三個過程方法；如他們都是同步調用，則需要將他們都順序執行完畢之后，方算作過程執行完畢；如B為一個異步的調用方法，則在執行完A之后，調用B，並不等待B完成，而是執行開始調用C，待C執行完畢之后，就意味着這個過程執行完畢了。在Java中，一般在處理類似的場景之時，都是基於創建獨立的線程去完成相應的異步調用邏輯，通過主線程和不同的業務子線程之間的執行流程，從而在啟動獨立的線程之后，主線程繼續執行而不會產生停滯等待的情況。

 

三、異步任務使用：@EnableAsync @Async("線程池名")

　　1. 注意事項：

　　　　a. 在Spring啟動類上添加注解@EnableAsyn或者在你們線程池配置類添加@EnableAsyn（任選其一即可）

　　　　b. @Async不指定value則使用默認異步線程池

　　　　c. 使用此注解的方法的類對象，需要是spring管理下的bean對象（@Component）

　　2. Spring默認的異步線程池通過實現AsyncConfigurer接口進行配置

public interface AsyncConfigurer {
 
    Executor getAsyncExecutor();
    
    AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler();
 
}

　　Executor ： 處理異步方法調用時要使用的實例，

　　AsyncUncaughtExceptionHandler ：在使用void返回類型的異步方法執行期間拋出異常時要使用的實例。

　　3. 實現舉例：

@Configuration
public class ThreadPoolConfig implements AsyncConfigurer {

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor threadPool = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 設置核心線程數
        threadPool.setCorePoolSize(100);
        // 設置最大線程數
        threadPool.setMaxPoolSize(200);
        // 線程池所使用的緩沖隊列
        threadPool.setQueueCapacity(50);
        threadPool.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
        // 等待任務在關機時完成--表明等待所有線程執行完
        threadPool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        // 等待時間 （默認為0，此時立即停止），並沒等待xx秒后強制停止
        threadPool.setAwaitTerminationSeconds(60);
        // 線程名稱前綴
        threadPool.setThreadNamePrefix("Derry-Async-");
        // 初始化線程
        threadPool.initialize();

        return threadPool;
    }

    /**
     * 異步異常處理
     * @return
     */
    @Override
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
        return null;
    }
}

　4. Spring 已經實現的線程池

• SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的線程池，這個類不重用線程，默認每次調用都會創建一個新的線程。

• SyncTaskExecutor：這個類沒有實現異步調用，只是一個同步操作。只適用於不需要多線程的地方。

• ConcurrentTaskExecutor：Executor的適配類，不推薦使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不滿足要求時，才用考慮使用這個類。

• SimpleThreadPoolTaskExecutor：是Quartz的SimpleThreadPool的類。線程池同時被quartz和非quartz使用，才需要使用此類。

• ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推薦。其實質是對java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝。

　5. 自定義線程池：

@Component
public class ThreadPool1 {

    //不指定Bean的name則按照方法名創建Bean注入容器
    @Bean(name="myAsync")
    public Executor myAsync() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        //最大線程數
        executor.setMaxPoolSize(100);
        //核心線程數
        executor.setCorePoolSize(10);
        //任務隊列的大小
        executor.setQueueCapacity(10);
        //線程前綴名
        executor.setThreadNamePrefix("My-Async-ThreadPool-1-");
        //線程存活時間
        executor.setKeepAliveSeconds(30);
        // 等待時間 （默認為0，此時立即停止），並沒等待xx秒后強制停止
        executor.setAwaitTerminationSeconds(60);
        //等待任務在關機時完成--表明等待所有線程執行完
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);

        /**
         * 拒絕處理策略
         * CallerRunsPolicy()：交由調用方線程運行，比如 main 線程。
         * AbortPolicy()：直接拋出異常。
         * DiscardPolicy()：直接丟棄。
         * DiscardOldestPolicy()：丟棄隊列中最老的任務。
         */

        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
        //線程初始化
        executor.initialize();

        return executor;
    }
}

　　自定義線程池需要給@Async指定value值

　6. 使用多個線程池進行不同功能的線程隔離

　　使用多個線程池，把相同的任務放到同一個線程池中，可以起到隔離的作用，避免有線程出錯時影響到其他線程池，例如只有一個線程池時，有兩種任務，下單，處理圖片，如果線程池被處理圖片的任務占滿，影響下單任務的進行

 

四、定時任務@EnableScheduling @Scheduled

　說明：

　　a. @Scheduled 任務調度注解，主要用於配置定時任務；springboot默認的調度器線程池大小為 1(也就是說在多個方法上加上@schedule的，多個定時任務默認是加入延時隊列依次同步執行的)

　　b. 在定時任務的方法上加上@Async就會把該定時任務交由異步線程池執行

　　配置默認調度器線程池的方法實現SchedulingConfigurer 接口

@Configuration
public class ScheduledConfig implements SchedulingConfigurer {
    @Override
    public void configureTasks(ScheduledTaskRegistrar scheduledTaskRegistrar) {
        scheduledTaskRegistrar.setScheduler(setTaskExecutors());
    }

    @Bean(destroyMethod="shutdown")
    public Executor setTaskExecutors(){
        return Executors.newScheduledThreadPool(3); // 3個線程來處理。
    }
}

 

五、代碼演示

　1. 定時任務演示 （為方便演示線程同步執行關系，調度器線程池大小已經配置為3）

//    @Async
    @Scheduled(fixedDelay = 1000*3)  
    public void test() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始執行定時任務");
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"定時任務執行完畢"+'\n');
    }

　　運行結果：

pool-1-thread-1開始執行定時任務
pool-1-thread-1定時任務執行完畢

pool-1-thread-2開始執行定時任務
pool-1-thread-2定時任務執行完畢

該方法的定時任務3s執行一次，但是每次執行要睡眠5s，由於未開啟異步所以需要等上一個線程執行完畢，下一個線程才能再次進入該方法。

　2.加上@Async（未指定具體線程池，定時任務交由默認異步線程池執行）

    @Async
    @Transactional
    @Scheduled(fixedDelay = 1000*3)
    public void test() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始執行定時任務");
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"定時任務執行完畢"+'\n');
    }

　　運行結果：

Default-Async-ThreadPool-1開始執行定時任務
Default-Async-ThreadPool-2開始執行定時任務　　//線程2在線程1運行期間便執行第二次定時任務，此即異步
Default-Async-ThreadPool-1定時任務執行完畢

Default-Async-ThreadPool-3開始執行定時任務　　//線程3在線程2運行期間便執行第三次定時任務
Default-Async-ThreadPool-2定時任務執行完畢

Default-Async-ThreadPool-4開始執行定時任務  
Default-Async-ThreadPool-3定時任務執行完畢

　3. 加上@Async並指定具體線程池

    @Async("myAsync")
    @Transactional
    @Scheduled(fixedDelay = 1000*3)
    public void test2() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始執行定時任務");
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"定時任務執行完畢"+'\n');
    }

　　運行結果：

My-Async-ThreadPool-1-1開始執行定時任務  //線程名稱發生變化，可見自定義線程池是生效的
My-Async-ThreadPool-1-2開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-1定時任務執行完畢

My-Async-ThreadPool-1-3開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-2定時任務執行完畢

My-Async-ThreadPool-1-4開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-3定時任務執行完畢

 

　4.多線程池隔離異步執行不同定時任務

    @Async //使用默認異步線程池
    @Scheduled(fixedDelay = 1000*3)
    public void test() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始執行定時任務");
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"定時任務執行完畢"+'\n');
    }

    @Async("myAsync") //使用自定義異步線程池
    @Scheduled(fixedDelay = 1000*3)
    public void test2() throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始執行定時任務");
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"定時任務執行完畢"+'\n');
    }

　　運行結果：

Default-Async-ThreadPool-1開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-1開始執行定時任務
Default-Async-ThreadPool-2開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-2開始執行定時任務
Default-Async-ThreadPool-1定時任務執行完畢

My-Async-ThreadPool-1-1定時任務執行完畢

Default-Async-ThreadPool-3開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-3開始執行定時任務
Default-Async-ThreadPool-2定時任務執行完畢

Default-Async-ThreadPool-4開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-4開始執行定時任務
My-Async-ThreadPool-1-2定時任務執行完畢

 六、相關隨筆

　　1. Spring最常用的線程池類型ThreadPoolTaskExecutor參數原理詳解：https://www.cnblogs.com/JNU-Iot-Longxin/p/15305313.html

　　2. ThreadPoolTaskExecutor另一種使用方式（不推薦）：https://www.cnblogs.com/JNU-Iot-Longxin/p/15305050.html