本篇文章我們以SpringBoot中異步的使用（包括：異步調(diào)用和異步方法兩個(gè)維度）來(lái)進(jìn)行講解。

異步請(qǐng)求與同步請(qǐng)求

我們先通過(guò)一張圖來(lái)區(qū)分一下異步請(qǐng)求和同步請(qǐng)求的區(qū)別：

在上圖中有三個(gè)角色：客戶(hù)端、Web容器和業(yè)務(wù)處理線(xiàn)程。

兩個(gè)流程中客戶(hù)端對(duì)Web容器的請(qǐng)求，都是同步的。因?yàn)樗鼈冊(cè)谡?qǐng)求客戶(hù)端時(shí)都處于阻塞等待狀態(tài)，并沒(méi)有進(jìn)行異步處理。

在Web容器部分，第一個(gè)流程采用同步請(qǐng)求，第二個(gè)流程采用異步回調(diào)的形式。

通過(guò)異步處理，可以先釋放容器分配給請(qǐng)求的線(xiàn)程與相關(guān)資源，減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，從而增加了服務(wù)器對(duì)客戶(hù)端請(qǐng)求的吞吐量。但并發(fā)請(qǐng)求量較大時(shí)，通常會(huì)通過(guò)負(fù)載均衡的方案來(lái)解決，而不是異步。

Servlet3.0中的異步

Servlet 3.0之前，Servlet采用Thread-Per-Request的方式處理請(qǐng)求，即每一次Http請(qǐng)求都由一個(gè)線(xiàn)程從頭到尾處理。當(dāng)涉及到耗時(shí)操作時(shí)，性能問(wèn)題便比較明顯。

Servlet 3.0中提供了異步處理請(qǐng)求。可以先釋放容器分配給請(qǐng)求的線(xiàn)程與相關(guān)資源，減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，從而增加服務(wù)的吞吐量。

Servlet 3.0的異步是通過(guò)AsyncContext對(duì)象來(lái)完成的，它可以從當(dāng)前線(xiàn)程傳給另一個(gè)線(xiàn)程，并歸還初始線(xiàn)程。新的線(xiàn)程處理完業(yè)務(wù)可以直接返回結(jié)果給客戶(hù)端。

AsyncContext對(duì)象可以從HttpServletRequest中獲取：

@RequestMapping('/async')public void async(HttpServletRequest request) { AsyncContext asyncContext = request.getAsyncContext();}

在AsyncContext中提供了獲取ServletRequest、ServletResponse和添加監(jiān)聽(tīng)（addListener）等功能：

public interface AsyncContext { ServletRequest getRequest(); ServletResponse getResponse(); void addListener(AsyncListener var1); void setTimeout(long var1); // 省略其他方法}

不僅可以通過(guò)AsyncContext獲取Request和Response等信息，還可以設(shè)置異步處理超時(shí)時(shí)間。通常，超時(shí)時(shí)間（單位毫秒）是需要設(shè)置的，不然無(wú)限等下去不就與同步處理一樣了。

通過(guò)AsyncContext的addListener還可以添加監(jiān)聽(tīng)事件，用來(lái)處理異步線(xiàn)程的開(kāi)始、完成、異常、超時(shí)等事件回調(diào)。

addListener方法的參數(shù)AsyncListener的源碼如下：

public interface AsyncListener extends EventListener { // 異步執(zhí)行完畢時(shí)調(diào)用 void onComplete(AsyncEvent var1) throws IOException; // 異步線(xiàn)程執(zhí)行超時(shí)調(diào)用 void onTimeout(AsyncEvent var1) throws IOException; // 異步線(xiàn)程出錯(cuò)時(shí)調(diào)用 void onError(AsyncEvent var1) throws IOException; // 異步線(xiàn)程開(kāi)始時(shí)調(diào)用 void onStartAsync(AsyncEvent var1) throws IOException;}

通常，異常或超時(shí)時(shí)返回調(diào)用方錯(cuò)誤信息，而異常時(shí)會(huì)處理一些清理和關(guān)閉操作或記錄異常日志等。

基于Servlet方式實(shí)現(xiàn)異步請(qǐng)求

下面直接看一個(gè)基于Servlet方式的異步請(qǐng)求示例：

@GetMapping(value = '/email/send')public void servletReq(HttpServletRequest request) { AsyncContext asyncContext = request.startAsync(); // 設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器:可設(shè)置其開(kāi)始、完成、異常、超時(shí)等事件的回調(diào)處理 asyncContext.addListener(new AsyncListener() {@Overridepublic void onTimeout(AsyncEvent event) { System.out.println('處理超時(shí)了...');}@Overridepublic void onStartAsync(AsyncEvent event) { System.out.println('線(xiàn)程開(kāi)始執(zhí)行');}@Overridepublic void onError(AsyncEvent event) { System.out.println('執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤：' + event.getThrowable().getMessage());}@Overridepublic void onComplete(AsyncEvent event) { System.out.println('執(zhí)行完成，釋放資源');} }); //設(shè)置超時(shí)時(shí)間 asyncContext.setTimeout(6000); asyncContext.start(new Runnable() {@Overridepublic void run() { try {Thread.sleep(5000);System.out.println('內(nèi)部線(xiàn)程：' + Thread.currentThread().getName());asyncContext.getResponse().getWriter().println('async processing'); } catch (Exception e) {System.out.println('異步處理發(fā)生異常：' + e.getMessage()); } // 異步請(qǐng)求完成通知，整個(gè)請(qǐng)求完成 asyncContext.complete();} }); //此時(shí)request的線(xiàn)程連接已經(jīng)釋放了 System.out.println('主線(xiàn)程：' + Thread.currentThread().getName());}

啟動(dòng)項(xiàng)目，訪(fǎng)問(wèn)對(duì)應(yīng)的URL，打印日志如下：

主線(xiàn)程：http-nio-8080-exec-4內(nèi)部線(xiàn)程：http-nio-8080-exec-5執(zhí)行完成，釋放資源

可以看出，上述代碼先執(zhí)行完了主線(xiàn)程，也就是程序的最后一行代碼的日志打印，然后才是內(nèi)部線(xiàn)程的執(zhí)行。內(nèi)部線(xiàn)程執(zhí)行完成，AsyncContext的onComplete方法被調(diào)用。

如果通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)對(duì)應(yīng)的URL，還可以看到該方法的返回值“async processing”。說(shuō)明內(nèi)部線(xiàn)程的結(jié)果同樣正常的返回到客戶(hù)端了。

基于Spring實(shí)現(xiàn)異步請(qǐng)求

基于Spring可以通過(guò)Callable、DeferredResult或者WebAsyncTask等方式實(shí)現(xiàn)異步請(qǐng)求。

基于Callable實(shí)現(xiàn)

對(duì)于一次請(qǐng)求（/email），基于Callable的處理流程如下：

1、Spring MVC開(kāi)啟副線(xiàn)程處理業(yè)務(wù)(將Callable提交到TaskExecutor)；

2、DispatcherServlet和所有的Filter退出Web容器的線(xiàn)程，但是response保持打開(kāi)狀態(tài)；

3、Callable返回結(jié)果，SpringMVC將原始請(qǐng)求重新派發(fā)給容器(再重新請(qǐng)求一次/email)，恢復(fù)之前的處理；

4、DispatcherServlet重新被調(diào)用，將結(jié)果返回給用戶(hù)；

代碼實(shí)現(xiàn)示例如下：

@GetMapping('/email')public Callable<String> order() { System.out.println('主線(xiàn)程開(kāi)始：' + Thread.currentThread().getName()); Callable<String> result = () -> {System.out.println('副線(xiàn)程開(kāi)始：' + Thread.currentThread().getName());Thread.sleep(1000);System.out.println('副線(xiàn)程返回：' + Thread.currentThread().getName());return 'success'; }; System.out.println('主線(xiàn)程返回：' + Thread.currentThread().getName()); return result;}

訪(fǎng)問(wèn)對(duì)應(yīng)URL，控制臺(tái)輸入日志如下：

主線(xiàn)程開(kāi)始：http-nio-8080-exec-1主線(xiàn)程返回：http-nio-8080-exec-1副線(xiàn)程開(kāi)始：task-1副線(xiàn)程返回：task-1

通過(guò)日志可以看出，主線(xiàn)程已經(jīng)完成了，副線(xiàn)程才進(jìn)行執(zhí)行。同時(shí)，URL返回結(jié)果“success”。這也說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，服務(wù)器端的異步處理對(duì)客戶(hù)端來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的。

Callable默認(rèn)使用SimpleAsyncTaskExecutor類(lèi)來(lái)執(zhí)行，這個(gè)類(lèi)非常簡(jiǎn)單而且沒(méi)有重用線(xiàn)程。在實(shí)踐中，需要使用AsyncTaskExecutor類(lèi)來(lái)對(duì)線(xiàn)程進(jìn)行配置。

這里通過(guò)實(shí)現(xiàn)WebMvcConfigurer接口來(lái)完成線(xiàn)程池的配置。

@Configurationpublic class WebConfig implements WebMvcConfigurer { @Resource private ThreadPoolTaskExecutor myThreadPoolTaskExecutor; /** * 配置線(xiàn)程池 */ @Bean(name = 'asyncPoolTaskExecutor') public ThreadPoolTaskExecutor getAsyncThreadPoolTaskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();taskExecutor.setCorePoolSize(2);taskExecutor.setMaxPoolSize(10);taskExecutor.setQueueCapacity(25);taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);taskExecutor.setThreadNamePrefix('thread-pool-');// 線(xiàn)程池對(duì)拒絕任務(wù)（無(wú)線(xiàn)程可用）的處理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默認(rèn)為后者taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());taskExecutor.initialize();return taskExecutor; } @Override public void configureAsyncSupport(final AsyncSupportConfigurer configurer) {// 處理callable超時(shí)configurer.setDefaultTimeout(60 * 1000);configurer.setTaskExecutor(myThreadPoolTaskExecutor);configurer.registerCallableInterceptors(timeoutCallableProcessingInterceptor()); } @Bean public TimeoutCallableProcessingInterceptor timeoutCallableProcessingInterceptor() {return new TimeoutCallableProcessingInterceptor(); }}

為了驗(yàn)證打印的線(xiàn)程，我們將實(shí)例代碼中的System.out.println替換成日志輸出，會(huì)發(fā)現(xiàn)在使用線(xiàn)程池之前，打印日志如下：

2021-02-21 09:45:37.144 INFO 8312 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 主線(xiàn)程開(kāi)始：http-nio-8080-exec-12021-02-21 09:45:37.144 INFO 8312 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 主線(xiàn)程返回：http-nio-8080-exec-12021-02-21 09:45:37.148 INFO 8312 --- [ task-1] c.s.learn.controller.AsynController : 副線(xiàn)程開(kāi)始：task-12021-02-21 09:45:38.153 INFO 8312 --- [ task-1] c.s.learn.controller.AsynController : 副線(xiàn)程返回：task-1

線(xiàn)程名稱(chēng)為“task-1”。讓線(xiàn)程池生效之后，打印日志如下：

2021-02-21 09:50:28.950 INFO 8339 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 主線(xiàn)程開(kāi)始：http-nio-8080-exec-12021-02-21 09:50:28.951 INFO 8339 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 主線(xiàn)程返回：http-nio-8080-exec-12021-02-21 09:50:28.955 INFO 8339 --- [ thread-pool-1] c.s.learn.controller.AsynController : 副線(xiàn)程開(kāi)始：thread-pool-12021-02-21 09:50:29.956 INFO 8339 --- [ thread-pool-1] c.s.learn.controller.AsynController : 副線(xiàn)程返回：thread-pool-1

線(xiàn)程名稱(chēng)為“thread-pool-1”，其中前面的“thread-pool”正是我們配置的線(xiàn)程池前綴。

除了線(xiàn)程池的配置，還可以配置統(tǒng)一異常處理，這里就不再演示了。

基于WebAsyncTask實(shí)現(xiàn)

Spring提供的WebAsyncTask是對(duì)Callable的包裝，提供了更強(qiáng)大的功能，比如：處理超時(shí)回調(diào)、錯(cuò)誤回調(diào)、完成回調(diào)等。

@GetMapping('/webAsyncTask')public WebAsyncTask<String> webAsyncTask() { log.info('外部線(xiàn)程：' + Thread.currentThread().getName()); WebAsyncTask<String> result = new WebAsyncTask<>(60 * 1000L, new Callable<String>() {@Overridepublic String call() { log.info('內(nèi)部線(xiàn)程：' + Thread.currentThread().getName()); return 'success';} }); result.onTimeout(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() { log.info('timeout callback'); return 'timeout callback';} }); result.onCompletion(new Runnable() {@Overridepublic void run() { log.info('finish callback');} }); return result;}

訪(fǎng)問(wèn)對(duì)應(yīng)請(qǐng)求，打印日志：

2021-02-21 10:22:33.028 INFO 8547 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 外部線(xiàn)程：http-nio-8080-exec-12021-02-21 10:22:33.033 INFO 8547 --- [ thread-pool-1] c.s.learn.controller.AsynController : 內(nèi)部線(xiàn)程：thread-pool-12021-02-21 10:22:33.055 INFO 8547 --- [nio-8080-exec-2] c.s.learn.controller.AsynController : finish callback

基于DeferredResult實(shí)現(xiàn)

DeferredResult使用方式與Callable類(lèi)似，但在返回結(jié)果時(shí)不一樣，它返回的時(shí)實(shí)際結(jié)果可能沒(méi)有生成，實(shí)際的結(jié)果可能會(huì)在另外的線(xiàn)程里面設(shè)置到DeferredResult中去。

DeferredResult的這個(gè)特性對(duì)實(shí)現(xiàn)服務(wù)端推技術(shù)、訂單過(guò)期時(shí)間處理、長(zhǎng)輪詢(xún)、模擬MQ的功能等高級(jí)應(yīng)用非常重要。

關(guān)于DeferredResult的使用先來(lái)看一下官方的例子和說(shuō)明：

@RequestMapping('/quotes')@ResponseBodypublic DeferredResult<String> quotes() { DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<String>(); // Save the deferredResult in in-memory queue ... return deferredResult;}// In some other thread...deferredResult.setResult(data);

上述示例中我們可以發(fā)現(xiàn)DeferredResult的調(diào)用并不一定在Spring MVC當(dāng)中，它可以是別的線(xiàn)程。官方的解釋也是如此：

In this case the return value will also be produced from a separate thread. However, that thread is not known to Spring MVC. For example the result may be produced in response to some external event such as a JMS message, a scheduled task, etc.

也就是說(shuō)，DeferredResult返回的結(jié)果也可能是由MQ、定時(shí)任務(wù)或其他線(xiàn)程觸發(fā)。來(lái)個(gè)實(shí)例：

@Controller@RequestMapping('/async/controller')public class AsyncHelloController { private List<DeferredResult<String>> deferredResultList = new ArrayList<>(); @ResponseBody @GetMapping('/hello') public DeferredResult<String> helloGet() throws Exception {DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<>();//先存起來(lái)，等待觸發(fā)deferredResultList.add(deferredResult);return deferredResult; } @ResponseBody @GetMapping('/setHelloToAll') public void helloSet() throws Exception {// 讓所有hold住的請(qǐng)求給與響應(yīng)deferredResultList.forEach(d -> d.setResult('say hello to all')); }}

第一個(gè)請(qǐng)求/hello，會(huì)先將deferredResult存起來(lái)，前端頁(yè)面是一直等待（轉(zhuǎn)圈）狀態(tài)。直到發(fā)第二個(gè)請(qǐng)求：setHelloToAll，所有的相關(guān)頁(yè)面才會(huì)有響應(yīng)。

整個(gè)執(zhí)行流程如下：

controller返回一個(gè)DeferredResult，把它保存到內(nèi)存里或者List里面（供后續(xù)訪(fǎng)問(wèn)）； Spring MVC調(diào)用request.startAsync()，開(kāi)啟異步處理；與此同時(shí)將DispatcherServlet里的攔截器、Filter等等都馬上退出主線(xiàn)程，但是response仍然保持打開(kāi)的狀態(tài)； 應(yīng)用通過(guò)另外一個(gè)線(xiàn)程（可能是MQ消息、定時(shí)任務(wù)等）給DeferredResult#setResult值。然后SpringMVC會(huì)把這個(gè)請(qǐng)求再次派發(fā)給servlet容器； DispatcherServlet再次被調(diào)用，然后處理后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)流程；

通過(guò)上述流程可以發(fā)現(xiàn)：利用DeferredResult可實(shí)現(xiàn)一些長(zhǎng)連接的功能，比如當(dāng)某個(gè)操作是異步時(shí)，可以先保存對(duì)應(yīng)的DeferredResult對(duì)象，當(dāng)異步通知回來(lái)時(shí)，再找到這個(gè)DeferredResult對(duì)象，在setResult處理結(jié)果即可。從而提高性能。

SpringBoot中的異步實(shí)現(xiàn)

在SpringBoot中將一個(gè)方法聲明為異步方法非常簡(jiǎn)單，只需兩個(gè)注解即可@EnableAsync和@Async。其中@EnableAsync用于開(kāi)啟SpringBoot支持異步的功能，用在SpringBoot的啟動(dòng)類(lèi)上。@Async用于方法上，標(biāo)記該方法為異步處理方法。

需要注意的是@Async并不支持用于被@Configuration注解的類(lèi)的方法上。同一個(gè)類(lèi)中，一個(gè)方法調(diào)用另外一個(gè)有@Async的方法，注解也是不會(huì)生效的。

@EnableAsync的使用示例：

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

@Async的使用示例：

@Servicepublic class SyncService { @Async public void asyncEvent() {// 業(yè)務(wù)處理 }}

@Async注解的使用與Callable有類(lèi)似之處，在默認(rèn)情況下使用的都是SimpleAsyncTaskExecutor線(xiàn)程池，可參考Callable中的方式來(lái)自定義線(xiàn)程池。

下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)驗(yàn)證一下，啟動(dòng)類(lèi)上使用@EnableAsync，然后定義Controller類(lèi)：

@RestControllerpublic class IndexController { @Resource private UserService userService; @RequestMapping('/async') public String async(){System.out.println('--IndexController--1');userService.sendSms();System.out.println('--IndexController--4');return 'success'; }}

定義Service及異步方法：

@Servicepublic class UserService { @Async public void sendSms(){System.out.println('--sendSms--2');IntStream.range(0, 5).forEach(d -> { try {Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); }});System.out.println('--sendSms--3'); }}

如果先注釋掉@EnableAsync和@Async注解，即正常情況下的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，打印日志為：

--IndexController--1--sendSms--2--sendSms--3--IndexController--4

使用@EnableAsync和@Async注解時(shí)，打印日志如下：

--IndexController--1--IndexController--4--sendSms--2--sendSms--3

通過(guò)日志的對(duì)比我們可以看出，使用了@Async的方法，會(huì)被當(dāng)成一個(gè)子線(xiàn)程。所以，整個(gè)sendSms方法會(huì)在主線(xiàn)程執(zhí)行完了之后執(zhí)行。

這樣的效果是不是跟我們上面使用的其他形式的異步異曲同工？所以在文章最開(kāi)始已經(jīng)說(shuō)到，網(wǎng)絡(luò)上所謂的“異步調(diào)用與異步請(qǐng)求的區(qū)別”是并不存儲(chǔ)在的，本質(zhì)上都是一回事，只不過(guò)實(shí)現(xiàn)形式不同而已。這里所提到異步方法，也就是將方法進(jìn)行異步處理而已。

@Async、WebAsyncTask、Callable、DeferredResult的區(qū)別

所在的包不同：

@Async：org.springframework.scheduling.annotation; WebAsyncTask：org.springframework.web.context.request.async; Callable：java.util.concurrent； DeferredResult：org.springframework.web.context.request.async;

通過(guò)所在的包，我們應(yīng)該隱隱約約感到一些區(qū)別，比如@Async是位于scheduling包中，而WebAsyncTask和DeferredResult是用于Web（Spring MVC）的，而Callable是用于concurrent（并發(fā)）處理的。

對(duì)于Callable，通常用于Controller方法的異步請(qǐng)求，當(dāng)然也可以用于替換Runable的方式。在方法的返回上與正常的方法有所區(qū)別：

// 普通方法public String aMethod(){}// 對(duì)照Callable方法public Callable<String> aMethod(){}

而WebAsyncTask是對(duì)Callable的封裝，提供了一些事件回調(diào)的處理，本質(zhì)上區(qū)別不大。

DeferredResult使用方式與Callable類(lèi)似，重點(diǎn)在于跨線(xiàn)程之間的通信。

@Async也是替換Runable的一種方式，可以代替我們自己創(chuàng)建線(xiàn)程。而且適用的范圍更廣，并不局限于Controller層，而可以是任何層的方法上。

當(dāng)然，大家也可以從返回結(jié)果，異常處理等角度來(lái)分析一下，這里就不再展開(kāi)了。

小結(jié)

經(jīng)過(guò)上述的一步步分析，大家應(yīng)該對(duì)于Servlet3.0及Spring中對(duì)異步處理有所了解。當(dāng)了解了這些基礎(chǔ)理論，實(shí)戰(zhàn)實(shí)例，使用方法及注意事項(xiàng)之后，想必更能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)知識(shí)能夠進(jìn)一步的去偽存真。

到此這篇關(guān)于SpringBoot異步處理的四種實(shí)現(xiàn)方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot異步內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！