注解@Async解决异步调用问题

序言:Spring中@Async

根据Spring的文档说明,默认采用的是单线程的模式的。所以在Java应用中,绝大多数情况下都是通过同步的方式来实现交互处理的。

那么当多个任务的执行势必会相互影响。例如,如果A任务执行时间比较长,那么B任务必须等到A任务执行完毕后才会启动执行。又如在处理与第三方系统交互的时候,容易造成响应迟缓的情况,之前大部分都是使用多线程来完成此类任务,其实,在spring3.x之后,已经内置了@Async来完美解决这个问题。

1. 何为异步调用?

在解释之前,我们先来看二者的定义:

同步调用:顺序执行,需等待上一个任务执行完毕

就是整个处理过程顺序执行,当各个过程都执行完毕,并返回结果。

异步调用:接收到指令就执行,无需等待

则是只是发送了调用的指令,调用者无需等待被调用的方法完全执行完毕;而是继续执行下面的流程。

例如, 在某个调用中,需要顺序调用A,B,C三个过程方法:
如他们都是同步调用,则需要将他们都顺序执行完毕之后,方算作过程执行完毕;如B为一个异步的调用方法,则在执行完A之后,调用B,并不等待B完成,而是执行开始调用C,待C执行完毕之后,就意味着这个过程执行完毕了。

如图所示:
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2. 常规的异步调用处理方式

在Java中,一般在处理类似的场景之时,都是基于创建独立的线程去完成相应的异步调用逻辑,通过主线程和不同的线程之间的执行流程,从而在启动独立的线程之后,主线程继续执行而不会产生停滞等待的情况。或是使用TaskExecutor执行异步线程,参看http://www.cnblogs.com/wihainan/p/6098970.html

3. 如何在Spring中启用@Async?

3.0、@Async介绍

在Spring中,基于@Async标注的方法,称之为异步方法;这些方法在执行的时候,将会在独立的线程中被执行,调用者无需等待它的完成,即可继续其他的操作。

3.1、启用@Async注解

3.1.1、基于Java配置的启用方式:

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@Configuration  
@EnableAsync
public class SpringAsyncConfig { ... }

3.1.2、基于SpringBoot配置的启用方式:

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

3.2、使用@Async注解,声明方法为异步调用

3.2.0、在无返回值方法上使用:

在方法上申明为异步调用方法即可

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@Async //标注使用
public void downloadFile() throws Exception { ... }

3.2.1、在有返回值方法上使用:

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@Async  
public Future<String> asyncMethodWithReturnType() {
System.out.println("Execute method asynchronously - " + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(5000);
return new AsyncResult<String>("hello world !!!!");
} catch (InterruptedException e) {
//
}

return null;
}

以上示例可以发现,返回的数据类型为Future类型,其为一个接口。具体的结果类型为AsyncResult,这个是需要注意的地方。

调用返回结果的异步方法示例:

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public void testAsyncAnnotationForMethodsWithReturnType()  
throws InterruptedException, ExecutionException {
System.out.println("Invoking an asynchronous method. " + Thread.currentThread().getName());
Future<String> future = asyncAnnotationExample.asyncMethodWithReturnType();

while (true) { ///这里使用了循环判断,等待获取结果信息
if (future.isDone()) { //判断是否执行完毕
System.out.println("Result from asynchronous process - " + future.get());
break;
}
System.out.println("Continue doing something else. ");
Thread.sleep(1000);
}
}

这些获取异步方法的结果信息,是通过不停的检查Future的状态来获取当前的异步方法是否执行完毕来实现的。

4. 基于@Async调用中的异常处理机制

在异步方法中,如果出现异常,对于调用者caller而言,是无法感知的。如果确实需要进行异常处理,则按照如下方法来进行处理:

  • 自定义实现AsyncTaskExecutor的任务执行器
    在这里定义处理具体异常的逻辑和方式。

  • 配置由自定义的TaskExecutor替代内置的任务执行器

    示例步骤1,自定义的TaskExecutor

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public class ExceptionHandlingAsyncTaskExecutor implements AsyncTaskExecutor {  
private AsyncTaskExecutor executor;
public ExceptionHandlingAsyncTaskExecutor(AsyncTaskExecutor executor) {
this.executor = executor;
}
////用独立的线程来包装,@Async其本质就是如此
public void execute(Runnable task) {
executor.execute(createWrappedRunnable(task));
}
public void execute(Runnable task, long startTimeout) {
/用独立的线程来包装,@Async其本质就是如此
executor.execute(createWrappedRunnable(task), startTimeout);
}
public Future submit(Runnable task) { return executor.submit(createWrappedRunnable(task));
//用独立的线程来包装,@Async其本质就是如此。
}
public Future submit(final Callable task) {
//用独立的线程来包装,@Async其本质就是如此。
return executor.submit(createCallable(task));
}

private Callable createCallable(final Callable task) {
return new Callable() {
public T call() throws Exception {
try {
return task.call();
} catch (Exception ex) {
handle(ex);
throw ex;
}
}
};
}

private Runnable createWrappedRunnable(final Runnable task) {
return new Runnable() {
public void run() {
try {
task.run();
} catch (Exception ex) {
handle(ex);
}
}
};
}
private void handle(Exception ex) {
//具体的异常逻辑处理的地方
System.err.println("Error during @Async execution: " + ex);
}
}

分析: 可以发现其是实现了AsyncTaskExecutor, 用独立的线程来执行具体的每个方法操作。在createCallable和createWrapperRunnable中,定义了异常的处理方式和机制。

handle()就是未来我们需要关注的异常处理的地方。
xml配置文件中的内容:

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<task:annotation-driven executor="exceptionHandlingTaskExecutor" scheduler="defaultTaskScheduler" />  
<bean id="exceptionHandlingTaskExecutor" class="nl.jborsje.blog.examples.ExceptionHandlingAsyncTaskExecutor">
<constructor-arg ref="defaultTaskExecutor" />
</bean>
<task:executor id="defaultTaskExecutor" pool-size="5" />
<task:scheduler id="defaultTaskScheduler" pool-size="1" />

也可以使用注解的形式将其配置注册到bean中。

5. @Async调用中的事务处理机制

@Async标注的方法,同时也使用@Transactional进行标注;在其调用数据库操作之时,将无法产生事务管理的控制,原因就在于其是基于异步处理的操作。

那该如何给这些操作添加事务管理呢?

可以将需要事务管理操作的方法放置到异步方法内部,在内部被调用的方法上添加@Transactional

示例:

方法A, 使用了@Async/@Transactional来标注,但是无法产生事务控制的目的。

方法B, 使用了@Async来标注,B中调用了C、D,C/D分别使用@Transactional做了标注,则可实现事务控制的目的。

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