代碼地址：https://github.com/Snowstorm0/learn-async

1 線程同步和異步

線程同步 ：A線程要請求某個資源，但是此資源正在被B線程使用中，因為同步機制存在，A只能等待下去。耗時較長，安全性較高。

線程異步 ：A線程要請求某個資源，但是此資源正在被B線程使用中，因為沒有同步機制存在，A線程仍然請求的到。

一個進程啟動的多個不相干的進程，他們之間的相互關系為異步；同步必須執行到底后才能執行其他操作，異步可同時執行。

多個線程執行的時候需要同步，如果是單線程則不需要同步。

2 異步實例

主方法和被調用的方法必須是不同的類，才能實現多線程。

2.1 啟動類

使用@EnableAsync來開啟 SpringBoot 對于異步任務的支持。

Application：

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

2.2 線程池

配置類實現接口AsyncConfigurator，返回一個ThreadPoolTaskExecutor線程池對象。

config/AsyncConfig：

@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {

    // ThredPoolTaskExcutor的處理流程
    // 當池子大小小于corePoolSize，就新建線程，并處理請求
    // 當池子大小等于corePoolSize，把請求放入workQueue中，池子里的空閑線程就去workQueue中取任務并處理
    // 當workQueue放不下任務時，就新建線程入池，并處理請求，如果池子大小撐到了maximumPoolSize，就用RejectedExecutionHandler來做拒絕處理
    // 當池子的線程數大于corePoolSize時，多余的線程會等待keepAliveTime長時間，如果無請求可處理就自行銷毀

    @Override
    @Bean
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 核心線程數：線程池創建的時候初始化的線程數
        executor.setCorePoolSize(10);
        // 最大線程數：線程池最大的線程數，只有緩沖隊列滿了之后才會申請超過核心線程數的線程
        executor.setMaxPoolSize(100);
        // 緩沖隊列：用來緩沖執行任務的隊列
        executor.setQueueCapacity(50);
        // 線程池關閉：等待所有任務都完成再關閉
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        // 等待時間：等待5秒后強制停止
        executor.setAwaitTerminationSeconds(5);
        // 允許空閑時間：超過核心線程之外的線程到達60秒后會被銷毀
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        // 線程名稱前綴
        executor.setThreadNamePrefix("learn-Async-");
        // 初始化線程
        executor.initialize();
        return executor;
    }

    @Override
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
        return null;
    }
}

2.3 controller

通過該層調用測試 Async。

@RestController
@RequestMapping("/homepage")
public class AsyncController {
    @Autowired
    AsyncService asyncTaskService;
    @GetMapping("/learnAsync")
    public String learnAsync(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            asyncTaskService.executeAsyncTask(i);
        }
        return "1";
    }
}

2.4 service

通過@Async注解表明該方法是異步方法，如果注解在類上，那表明這個類里面的所有方法都是異步的。

@Service
public class AsyncService {
    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(com.spring.boot.service.AsyncService.class);
    @Async  // 表明該方法是異步方法。如果注解在類上，那表明類里面的所有方法都是異步
    public void executeAsyncTask(int i) {
        logger.info("\\t 完成任務" + i);
        System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + " 執行異步任務：" + i);
    }
}

2.5 輸出

3 Future 類

修改service層，分別使用同步調用、異步調用無返回、異步調用使用 Future 返回。

3.1 同步調用

public long subBySync() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    long sum = 0;
    long end = System.currentTimeMillis();
    sum = end - start;
    return sum;
}

3.2 異步調用無返回

@Async
public void subByVoid() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    long sum = 0;
    long end = System.currentTimeMillis();
    sum = end - start;
}

3.3 異步調用 Future 返回

controller：

Future task = asyncTaskService.subByAsync();

service：

@Async
public Future subByAsync() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    long sum = 0;
    long end = System.currentTimeMillis();
    sum = end - start;
    return new AsyncResult<>(sum);
}

4 CompletableFuture 類

若使用 Future 出現報錯：

無法判斷org.springframework.scheduling.annotation.AsyncResult<>的類型參數

不存在類型變量V的實例,使org.springframework.scheduling.annotation.AsyncResult符合XXX

可以使用 CompletableFuture 類：

@Asyncpublic 
CompletableFuture> subByAsyncMap() throws Exception {
    Map res = new HashMap<>();
    return CompletableFuture.completedFuture(res);
}

5 線程關閉

當線程數量超過核心線程數量之后，運行完畢的舊的線程會被關閉。

可以通過定時任務測試。

batch/ScheduledTaskService：

@Component
@EnableScheduling
public class ScheduledTaskService {
    @Autowired
    AsyncService asyncService;
    @Scheduled(cron = "1/1 * * * * ? ")  //1s一次
    public void learnCron(){
        asyncService.learnScheduledAsync();
    }
}

在 AsyncService 添加方法：

// 使用定時任務調用此方法創建線程
@Async
public void learnScheduledAsync(){
    Long timeLong = System.currentTimeMillis();
    SimpleDateFormat timeFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); //設置格式
    String timeString = timeFormat.format(timeLong);
    System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName());
    System.out.println("timeString:" + timeString + "\\n");
}

在異步配置（AsyncConfig）中已設置核心線程數為10：

// 核心線程數：線程池創建的時候初始化的線程數
executor.setCorePoolSize(10);

運行可以觀察輸出，線程數達到10后會再一次從1開始。

審核編輯：湯梓紅