今天一起學(xué)習(xí)下如何在Spring中進(jìn)行異步編程。我們都知道，web服務(wù)器處理請(qǐng)求 request 的線(xiàn)程是從線(xiàn)程池中獲取的，這也不難解釋?zhuān)驗(yàn)楫?dāng)web請(qǐng)求并發(fā)數(shù)非常大時(shí)，如何一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)來(lái)就創(chuàng)建一條處理線(xiàn)程，由于創(chuàng)建線(xiàn)程和線(xiàn)程上下文切換的開(kāi)銷(xiāo)是比較大的，web服務(wù)器最終將面臨崩潰。另外，web服務(wù)器創(chuàng)建的處理線(xiàn)程從頭到尾默認(rèn)是同步執(zhí)行的，也就是說(shuō)，假如處理線(xiàn)程A負(fù)責(zé)處理請(qǐng)求B，那么當(dāng)B沒(méi)有 return 之前，處理線(xiàn)程A是不可以脫身去處理別的請(qǐng)求的，這將極大限制了web服務(wù)器的并發(fā)處理能力。

因此線(xiàn)程池解決了線(xiàn)程可循環(huán)利用的問(wèn)題，那同步處理請(qǐng)求怎么去解決呢？答案是異步處理。什么是異步處理呢？異步處理主要是讓上面的B請(qǐng)求處理完成之前，能夠?qū)線(xiàn)程空閑出來(lái)繼續(xù)去處理別的請(qǐng)求。那么我們可以這樣做，在A線(xiàn)程內(nèi)部重新開(kāi)啟一個(gè)線(xiàn)程C去執(zhí)行任務(wù)，讓A直接返回給web服務(wù)器，繼續(xù)接受新進(jìn)來(lái)的請(qǐng)求。

在開(kāi)始下面的講解之前，我在這里先區(qū)別下兩個(gè)概念：

1、處理線(xiàn)程

處理線(xiàn)程屬于web服務(wù)器，負(fù)責(zé)處理用戶(hù)請(qǐng)求，采用線(xiàn)程池管理

2、異步線(xiàn)程

異步線(xiàn)程屬于用戶(hù)自定義的線(xiàn)程，可采用線(xiàn)程池管理

spring中提供了對(duì)異步任務(wù)的支持，采用 WebAsyncTask 類(lèi)即可實(shí)現(xiàn)異步任務(wù)，同時(shí)我們也可以對(duì)異步任務(wù)設(shè)置相應(yīng)的回調(diào)處理，如當(dāng)任務(wù)超時(shí)、拋出異常怎么處理等。異步任務(wù)通常非常實(shí)用，比如我們想讓一個(gè)可能會(huì)處理很長(zhǎng)時(shí)間的操作交給異步線(xiàn)程去處理，又或者當(dāng)一筆訂單支付完成之后，開(kāi)啟異步任務(wù)查詢(xún)訂單的支付結(jié)果。

一、正常異步任務(wù)

為了演示方便，異步任務(wù)的執(zhí)行采用 Thread.sleep(long) 模擬，現(xiàn)在假設(shè)用戶(hù)請(qǐng)求以下接口 :

http://localhost:7000/demo/getUserWithNoThing.json

異步任務(wù)接口定義如下：

/**
 * 測(cè)試沒(méi)有發(fā)生任何異常的異步任務(wù)
 */
@RequestMapping(value = "getUserWithNoThing.json", method = RequestMethod.GET)
public WebAsyncTask<String> getUserWithNoThing() {
 // 打印處理線(xiàn)程名
 System.err.println("The main Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
 
 // 此處模擬開(kāi)啟一個(gè)異步任務(wù),超時(shí)時(shí)間為10s
 WebAsyncTask<String> task1 = new WebAsyncTask<String>(10 * 1000L, () -> {
 	System.err.println("The first Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
 	// 任務(wù)處理時(shí)間5s,不超時(shí)
 	Thread.sleep(5 * 1000L);
 	return "任務(wù)1順利執(zhí)行成功！任何異常都沒(méi)有拋出！";
 });
 
 // 任務(wù)執(zhí)行完成時(shí)調(diào)用該方法
 task1.onCompletion(() -> {
 	System.err.println("任務(wù)1執(zhí)行完成啦！");
 });
 
 System.err.println("task1繼續(xù)處理其他事情！");
 return task1;
}

控制臺(tái)打印如下：

The main Thread name is http-nio-7000-exec-1
task1繼續(xù)處理其他事情！
The first Thread name is MvcAsync1
任務(wù)1執(zhí)行完成啦！

瀏覽器結(jié)果如下：

二、拋異常異步任務(wù)

接口調(diào)用 ： http://localhost:7000/demo/getUserWithError.json

/**
 * 測(cè)試發(fā)生error的異步任務(wù)
 * @return
 */
@RequestMapping(value = "getUserWithError.json", method = RequestMethod.GET)
public WebAsyncTask<String> getUserWithError() {
	System.err.println("The main Thread name is " + Thread.currentThread().getName());

	// 此處模擬開(kāi)啟一個(gè)異步任務(wù)
	WebAsyncTask<String> task3 = new WebAsyncTask<String>(10 * 1000L, () -> {
		System.err.println("The second Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
		// 此處拋出異常
		int num = 9 / 0;
		System.err.println(num);
		return "";
	});

	// 發(fā)生異常時(shí)調(diào)用該方法
	task3.onError(() -> {
		System.err.println("====================================" + Thread.currentThread().getName()
				+ "==============================");
		System.err.println("任務(wù)3發(fā)生error啦！");
		return "";
	});
	// 任務(wù)執(zhí)行完成時(shí)調(diào)用該方法
	task3.onCompletion(() -> {
		System.err.println("任務(wù)3執(zhí)行完成啦！");
	});

	System.err.println("task3繼續(xù)處理其他事情！");
	return task3;
}

控制臺(tái)輸出如下：

The main Thread name is http-nio-7000-exec-1
task3繼續(xù)處理其他事情！
The second Thread name is MvcAsync1
2018-06-15 09:40:13.538 ERROR 9168 --- [nio-7000-exec-2] o.a.c.c.C.[.[.[.[dispatcherServlet] : Servlet.service() for servlet [dispatcherServlet] threw exception

java.lang.ArithmeticException: / by zero
at com.example.demo.controller.GetUserInfoController.lambda$5(GetUserInfoController.java:93) ~[classes/:na]
at org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager.lambda$startCallableProcessing$4(WebAsyncManager.java:317) ~[spring-web-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511) ~[na:1.8.0_161]
at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266) ~[na:1.8.0_161]
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) [na:1.8.0_161]

2018-06-15 09:40:13.539 ERROR 9168 --- [nio-7000-exec-2] o.a.c.c.C.[.[.[.[dispatcherServlet] : Servlet.service() for servlet [dispatcherServlet] in context with path [/demo] threw exception [Request processing failed; nested exception is java.lang.ArithmeticException: / by zero] with root cause

java.lang.ArithmeticException: / by zero
at com.example.demo.controller.GetUserInfoController.lambda$5(GetUserInfoController.java:93) ~[classes/:na]
at org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager.lambda$startCallableProcessing$4(WebAsyncManager.java:317) ~[spring-web-5.0.6.RELEASE.jar:5.0.6.RELEASE]
at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511) ~[na:1.8.0_161]
at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266) ~[na:1.8.0_161]
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) [na:1.8.0_161]

====================================http-nio-7000-exec-2==============================
任務(wù)3發(fā)生error啦！
任務(wù)3執(zhí)行完成啦！

當(dāng)然你也可以對(duì)上面做一些異常處理，不至于在用戶(hù)看來(lái)顯得不友好，關(guān)于異常處理，可以查看我的另一篇文章 Spring boot/Spring 統(tǒng)一錯(cuò)誤處理方案的使用

瀏覽器輸出結(jié)果：

三、超時(shí)異步任務(wù)

接口調(diào)用 ： http://localhost:7000/demo/getUserWithTimeOut.json

/**
 * 測(cè)試發(fā)生任務(wù)超時(shí)的異步任務(wù)
 * @return
 */
@RequestMapping(value = "getUserWithTimeOut.json", method = RequestMethod.GET)
public WebAsyncTask<String> getUserWithTimeOut() {
 System.err.println("The main Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
 
 // 此處模擬開(kāi)啟一個(gè)異步任務(wù),超時(shí)10s
 WebAsyncTask<String> task2 = new WebAsyncTask<String>(10 * 1000L, () -> {
 	System.err.println("The second Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
 	Thread.sleep(20 * 1000L);
 	return "任務(wù)2執(zhí)行超時(shí)！";
 });
 
 // 任務(wù)超時(shí)調(diào)用該方法
 task2.onTimeout(() -> {
 	System.err.println("====================================" + Thread.currentThread().getName()
 			+ "==============================");
 	return "任務(wù)2發(fā)生超時(shí)啦！";
 });
 
 // 任務(wù)執(zhí)行完成時(shí)調(diào)用該方法
 task2.onCompletion(() -> {
 	System.err.println("任務(wù)2執(zhí)行完成啦！");
 });
 
 System.err.println("task2繼續(xù)處理其他事情！");
 return task2;
}

控制臺(tái)執(zhí)行結(jié)果：

The main Thread name is http-nio-7000-exec-4
task2繼續(xù)處理其他事情！
The second Thread name is MvcAsync2
====================================http-nio-7000-exec-5==============================
任務(wù)2執(zhí)行完成啦！

瀏覽器執(zhí)行結(jié)果：

四、線(xiàn)程池異步任務(wù)

上面的三種情況中的異步任務(wù)默認(rèn)不是采用線(xiàn)程池機(jī)制進(jìn)行管理的，也就是說(shuō)，一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)來(lái)，雖然釋放了處理線(xiàn)程，但是系統(tǒng)依舊會(huì)為每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)異步任務(wù)線(xiàn)程，也就是上面我們看到的 MvcAsync 開(kāi)頭的異步任務(wù)線(xiàn)程，那這樣不行啊，開(kāi)銷(xiāo)特別大呀！所以我們可以采用線(xiàn)程池進(jìn)行管理，直接在 WebAsyncTask 類(lèi)構(gòu)造器傳入一個(gè) ThreadPoolTaskExecutor 對(duì)象實(shí)例即可。

下面我們先看看，當(dāng)對(duì)上面第一種情況執(zhí)行并發(fā)請(qǐng)求時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況(此處模擬對(duì) http://localhost:7000/demo/getUserWithNoThing.json 進(jìn)行并發(fā)調(diào)用)：

控制臺(tái)輸出如下：

The first Thread name is MvcAsync57
The first Thread name is MvcAsync58
The first Thread name is MvcAsync59
The first Thread name is MvcAsync60
The first Thread name is MvcAsync61
The first Thread name is MvcAsync62
The first Thread name is MvcAsync63
The first Thread name is MvcAsync64
The first Thread name is MvcAsync65
The first Thread name is MvcAsync66
The first Thread name is MvcAsync67
The first Thread name is MvcAsync68
The first Thread name is MvcAsync69
The first Thread name is MvcAsync70
The first Thread name is MvcAsync71
The first Thread name is MvcAsync72
The first Thread name is MvcAsync73
The first Thread name is MvcAsync74
The first Thread name is MvcAsync76
The first Thread name is MvcAsync75
The first Thread name is MvcAsync77
The first Thread name is MvcAsync78
The first Thread name is MvcAsync79
The first Thread name is MvcAsync80

由于沒(méi)有加入線(xiàn)程池，所以100個(gè)請(qǐng)求將開(kāi)啟100個(gè)異步任務(wù)線(xiàn)程，開(kāi)銷(xiāo)特別大，不推薦。

下面是采用線(xiàn)程池的實(shí)現(xiàn) ：

調(diào)用接口 ： http://localhost:7000/demo/getUserWithExecutor.json

/**
 * 測(cè)試線(xiàn)程池
 * @return
 */
@RequestMapping(value = "getUserWithExecutor.json", method = RequestMethod.GET)
public WebAsyncTask<String> getUserWithExecutor() {
 System.err.println("The main Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
 
 // 此處模擬開(kāi)啟一個(gè)異步任務(wù),此處傳入一個(gè)線(xiàn)程池
 WebAsyncTask<String> task1 = new WebAsyncTask<String>(10 * 1000L, executor, () -> {
 	System.err.println("The first Thread name is " + Thread.currentThread().getName());
 	Thread.sleep(5000L);
 	return "任務(wù)4順利執(zhí)行成功！任何異常都沒(méi)有拋出！";
 });
 
 // 任務(wù)執(zhí)行完成時(shí)調(diào)用該方法
 task1.onCompletion(() -> {
 	System.err.println("任務(wù)4執(zhí)行完成啦！");
 });
 
 System.err.println("task4繼續(xù)處理其他事情！");
 return task1;
}

線(xiàn)程池定義如下：

@Configuration
public class MyExecutor {
 
 @Bean
 public static ThreadPoolTaskExecutor getExecutor() {
 	ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
 	taskExecutor.setCorePoolSize(30);
 	taskExecutor.setMaxPoolSize(30);
 	taskExecutor.setQueueCapacity(50);
 	taskExecutor.setThreadNamePrefix("huang");// 異步任務(wù)線(xiàn)程名以 huang 為前綴
 	return taskExecutor;
 }
}

對(duì)上面進(jìn)行并發(fā)測(cè)試，可以得出下面結(jié)果 :

本文示例代碼地址： https://github.com/SmallerCoder/WebAsyncTask

采用線(xiàn)程池可以節(jié)約服務(wù)器資源，優(yōu)化服務(wù)器處理能力，要記得常用喲！謝謝閱讀！覺(jué)得對(duì)你有幫助，請(qǐng)給個(gè)start哦！

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