springboot @async原理（Spring Boot + @Async 太好用了，助你大大提升 API 并发能力！）

来源：https://developer.aliyun.com/article/694020

异步调用几乎是处理高并发Web应用性能问题的万金油 
  
  
  
  
  
 ，那么什么是“异步调用 
  
  
  
  
  
 ”？

“异步调用 
  
  
  
  
  
  ”对应的是“同步调用

 


 


 


 


 


 

” 
  
  
  
  
  
  ，同步调用指程序按照定义顺序依次执行

 


 


 


 


 


 

，每一行程序都必须等待上一行程序执行完成之后才能执行；异步调用指程序在顺序执行时 
 
 
 
 
 
，不等待异步调用的语句返回结果就执行后面的程序             。

同步调用

下面通过一个简单示例来直观的理解什么是同步调用：

定义Task类 
   
   
   
   
   
   ，创建三个处理函数分别模拟三个执行任务的操作
 

 

 

 

 

 
，操作消耗时间随机取（10秒内）

@Component public class Task { public static Random random =new Random(); public void doTaskOne() throws Exception { System.out.println("开始做任务一"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任务一
 

 

 

 

 

 

，耗时：" + (end - start) + "毫秒"); } public void doTaskTwo() throws Exception { System.out.println("开始做任务二"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任务二            ，耗时：" + (end - start) + "毫秒"); } public void doTaskThree() throws Exception { System.out.println("开始做任务三"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任务三 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 ，耗时：" + (end - start) + "毫秒"); } }

在单元测试用例中












，注入Task对象                  ，并在测试用例中执行doTaskOne             、doTaskTwo
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
、doTaskThree三个函数
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
。

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) @SpringApplicationConfiguration(classes = Application.class) public class ApplicationTests { @Autowired private Task task; @Test public void test() throws Exception { task.doTaskOne(); task.doTaskTwo(); task.doTaskThree(); } }

执行单元测试 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ，可以看到类似如下输出：

开始做任务一 完成任务一


















，耗时：4256毫秒 开始做任务二 完成任务二            ，耗时：4957毫秒 开始做任务三 完成任务三 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 ，耗时：7173毫秒

任务一











、任务二  
  
  
  
  
  
 、任务三顺序的执行完了












，换言之doTaskOne 
  
  
  
  
  
 、doTaskTwo


 


 


 


 


 


 
、doTaskThree三个函数顺序的执行完成











。

异步调用

上述的同步调用虽然顺利的执行完了三个任务 
  
  
  
  
  
 ，但是可以看到执行时间比较长 
  
  
  
  
  
  ，若这三个任务本身之间不存在依赖关系

 


 


 


 


 


 

，可以并发执行的话 
 
 
 
 
 
，同步调用在执行效率方面就比较差 
   
   
   
   
   
   ，可以考虑通过异步调用的方式来并发执行  
  
  
  
  
  
 。

在Spring Boot中
 

 

 

 

 

 
，我们只需要通过使用@Async注解就能简单的将原来的同步函数变为异步函数
 

 

 

 

 

 

，Task类改在为如下模式：

@Component public class Task { @Async public void doTaskOne() throws Exception { // 同上内容            ，省略 } @Async public void doTaskTwo() throws Exception { // 同上内容 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 ，省略 } @Async public void doTaskThree() throws Exception { // 同上内容












，省略 } }

为了让@Async注解能够生效                  ，还需要在Spring Boot的主程序中配置@EnableAsync 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ，如下所示：

@SpringBootApplication @EnableAsync public class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } }

此时可以反复执行单元测试


















，您可能会遇到各种不同的结果            ，比如：

没有任何任务相关的输出 有部分任务相关的输出 乱序的任务相关的输出

原因是目前doTaskOne 
 
 
 
 
 
、doTaskTwo  
   
   
   
   
   
  、doTaskThree三个函数的时候已经是异步执行了 
  
  
  
  
  
 。主程序在异步调用之后 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 ，主程序并不会理会这三个函数是否执行完成了












，由于没有其他需要执行的内容 
  
  
  
  
  
 ，所以程序就自动结束了 
  
  
  
  
  
  ，导致了不完整或是没有输出任务相关内容的情况


 


 


 


 


 


 
。

注：@Async所修饰的函数不要定义为static类型

 


 


 


 


 


 

，这样异步调用不会生效

异步回调

为了让doTaskOne

 

 

 

 

 

 
、doTaskTwo
 

 

 

 

 

 
、doTaskThree能正常结束 
 
 
 
 
 
，假设我们需要统计一下三个任务并发执行共耗时多少 
   
   
   
   
   
   ，这就需要等到上述三个函数都完成调动之后记录时间
 

 

 

 

 

 
，并计算结果 
 
 
 
 
 
。

那么我们如何判断上述三个异步调用是否已经执行完成呢？我们需要使用Future来返回异步调用的结果
 

 

 

 

 

 

，就像如下方式改造doTaskOne函数：

@Async public Future<String> doTaskOne() throws Exception { System.out.println("开始做任务一"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任务一            ，耗时：" + (end - start) + "毫秒"); return new AsyncResult<>("任务一完成"); }

按照如上方式改造一下其他两个异步函数之后 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 ，下面我们改造一下测试用例












，让测试在等待完成三个异步调用之后来做一些其他事情  
   
   
   
   
   
  。

@Test public void test() throws Exception { long start = System.currentTimeMillis(); Future<String> task1 = task.doTaskOne(); Future<String> task2 = task.doTaskTwo(); Future<String> task3 = task.doTaskThree(); while(true) { if(task1.isDone() && task2.isDone() && task3.isDone()) { // 三个任务都调用完成                  ，退出循环等待 break; } Thread.sleep(1000); } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("任务全部完成 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ，总耗时：" + (end - start) + "毫秒"); }

看看我们做了哪些改变：

在测试用例一开始记录开始时间 在调用三个异步函数的时候


















，返回Future类型的结果对象 在调用完三个异步函数之后            ，开启一个循环 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 ，根据返回的Future对象来判断三个异步函数是否都结束了

 

 

 

 

 

 
。若都结束












，就结束循环；若没有都结束 
  
  
  
  
  
 ，就等1秒后再判断
 

 

 

 

 

 
。

跳出循环之后 
  
  
  
  
  
  ，根据结束时间 - 开始时间

 


 


 


 


 


 

，计算出三个任务并发执行的总耗时             。

执行一下上述的单元测试 
 
 
 
 
 
，可以看到如下结果：

开始做任务一 开始做任务二 开始做任务三 完成任务三 
   
   
   
   
   
   ，耗时：37毫秒 完成任务二
 

 

 

 

 

 
，耗时：3661毫秒 完成任务一
 

 

 

 

 

 

，耗时：7149毫秒 任务全部完成            ，总耗时：8025毫秒

可以看到 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 ，通过异步调用












，让任务一             、二
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
、三并发执行                  ，有效的减少了程序的总运行时间
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
。

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