本篇文章我們以SpringBoot中異步的使用（包括：異步調用和異步方法兩個維度）來進行講解。

異步請求與同步請求

我們先通過一張圖來區(qū)分一下異步請求和同步請求的區(qū)別：

在上圖中有三個角色：客戶端、Web容器和業(yè)務處理線程。

兩個流程中客戶端對Web容器的請求，都是同步的。因為它們在請求客戶端時都處于阻塞等待狀態(tài)，并沒有進行異步處理。

在Web容器部分，第一個流程采用同步請求，第二個流程采用異步回調的形式。

通過異步處理，可以先釋放容器分配給請求的線程與相關資源，減輕系統(tǒng)負擔，從而增加了服務器對客戶端請求的吞吐量。但并發(fā)請求量較大時，通常會通過負載均衡的方案來解決，而不是異步。

Servlet3.0中的異步

Servlet 3.0之前，Servlet采用Thread-Per-Request的方式處理請求，即每一次Http請求都由一個線程從頭到尾處理。當涉及到耗時操作時，性能問題便比較明顯。

Servlet 3.0中提供了異步處理請求。可以先釋放容器分配給請求的線程與相關資源，減輕系統(tǒng)負擔，從而增加服務的吞吐量。

Servlet 3.0的異步是通過AsyncContext對象來完成的，它可以從當前線程傳給另一個線程，并歸還初始線程。新的線程處理完業(yè)務可以直接返回結果給客戶端。

AsyncContext對象可以從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（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AsyncContext獲取Request和Response等信息，還可以設置異步處理超時時間。通常，超時時間（單位毫秒）是需要設置的，不然無限等下去不就與同步處理一樣了。

通過AsyncContext的addListener還可以添加監(jiān)聽事件，用來處理異步線程的開始、完成、異常、超時等事件回調。

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

public interface AsyncListener extends EventListener { // 異步執(zhí)行完畢時調用 void onComplete(AsyncEvent var1) throws IOException; // 異步線程執(zhí)行超時調用 void onTimeout(AsyncEvent var1) throws IOException; // 異步線程出錯時調用 void onError(AsyncEvent var1) throws IOException; // 異步線程開始時調用 void onStartAsync(AsyncEvent var1) throws IOException;}

通常，異常或超時時返回調用方錯誤信息，而異常時會處理一些清理和關閉操作或記錄異常日志等。

基于Servlet方式實現(xiàn)異步請求

下面直接看一個基于Servlet方式的異步請求示例：

@GetMapping(value = '/email/send')public void servletReq(HttpServletRequest request) { AsyncContext asyncContext = request.startAsync(); // 設置監(jiān)聽器:可設置其開始、完成、異常、超時等事件的回調處理 asyncContext.addListener(new AsyncListener() {@Overridepublic void onTimeout(AsyncEvent event) { System.out.println('處理超時了...');}@Overridepublic void onStartAsync(AsyncEvent event) { System.out.println('線程開始執(zhí)行');}@Overridepublic void onError(AsyncEvent event) { System.out.println('執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤：' + event.getThrowable().getMessage());}@Overridepublic void onComplete(AsyncEvent event) { System.out.println('執(zhí)行完成，釋放資源');} }); //設置超時時間 asyncContext.setTimeout(6000); asyncContext.start(new Runnable() {@Overridepublic void run() { try {Thread.sleep(5000);System.out.println('內部線程：' + 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()); } // 異步請求完成通知，整個請求完成 asyncContext.complete();} }); //此時request的線程連接已經釋放了 System.out.println('主線程：' + Thread.currentThread().getName());}

啟動項目，訪問對應的URL，打印日志如下：

主線程：http-nio-8080-exec-4內部線程：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)行完了主線程，也就是程序的最后一行代碼的日志打印，然后才是內部線程的執(zhí)行。內部線程執(zhí)行完成，AsyncContext的onComplete方法被調用。

如果通過瀏覽器訪問對應的URL，還可以看到該方法的返回值“async processing”。說明內部線程的結果同樣正常的返回到客戶端了。

基于Spring實現(xiàn)異步請求

基于Spring可以通過Callable、DeferredResult或者WebAsyncTask等方式實現(xiàn)異步請求。

基于Callable實現(xiàn)

對于一次請求（/email），基于Callable的處理流程如下：

1、Spring MVC開啟副線程處理業(yè)務(將Callable提交到TaskExecutor)；

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

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

4、DispatcherServlet重新被調用，將結果返回給用戶；

代碼實現(xiàn)示例如下：

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

訪問對應URL，控制臺輸入日志如下：

主線程開始：http-nio-8080-exec-1主線程返回：http-nio-8080-exec-1副線程開始：task-1副線程返回：task-1

通過日志可以看出，主線程已經完成了，副線程才進行執(zhí)行。同時，URL返回結果“success”。這也說明一個問題，服務器端的異步處理對客戶端來說是不可見的。

Callable默認使用SimpleAsyncTaskExecutor類來執(zhí)行，這個類非常簡單而且沒有重用線程。在實踐中，需要使用AsyncTaskExecutor類來對線程進行配置。

這里通過實現(xiàn)WebMvcConfigurer接口來完成線程池的配置。

@Configurationpublic class WebConfig implements WebMvcConfigurer { @Resource private ThreadPoolTaskExecutor myThreadPoolTaskExecutor; /** * 配置線程池 */ @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-');// 線程池對拒絕任務（無線程可用）的處理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默認為后者taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());taskExecutor.initialize();return taskExecutor; } @Override public void configureAsyncSupport(final AsyncSupportConfigurer configurer) {// 處理callable超時configurer.setDefaultTimeout(60 * 1000);configurer.setTaskExecutor(myThreadPoolTaskExecutor);configurer.registerCallableInterceptors(timeoutCallableProcessingInterceptor()); } @Bean public TimeoutCallableProcessingInterceptor timeoutCallableProcessingInterceptor() {return new TimeoutCallableProcessingInterceptor(); }}

為了驗證打印的線程，我們將實例代碼中的System.out.println替換成日志輸出，會發(fā)現(xiàn)在使用線程池之前，打印日志如下：

2021-02-21 09:45:37.144 INFO 8312 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 主線程開始：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 : 副線程開始：task-12021-02-21 09:45:38.153 INFO 8312 --- [ task-1] c.s.learn.controller.AsynController : 副線程返回：task-1

線程名稱為“task-1”。讓線程池生效之后，打印日志如下：

2021-02-21 09:50:28.950 INFO 8339 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 主線程開始：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 : 副線程開始：thread-pool-12021-02-21 09:50:29.956 INFO 8339 --- [ thread-pool-1] c.s.learn.controller.AsynController : 副線程返回：thread-pool-1

線程名稱為“thread-pool-1”，其中前面的“thread-pool”正是我們配置的線程池前綴。

除了線程池的配置，還可以配置統(tǒng)一異常處理，這里就不再演示了。

基于WebAsyncTask實現(xiàn)

Spring提供的WebAsyncTask是對Callable的包裝，提供了更強大的功能，比如：處理超時回調、錯誤回調、完成回調等。

@GetMapping('/webAsyncTask')public WebAsyncTask<String> webAsyncTask() { log.info('外部線程：' + Thread.currentThread().getName()); WebAsyncTask<String> result = new WebAsyncTask<>(60 * 1000L, new Callable<String>() {@Overridepublic String call() { log.info('內部線程：' + 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;}

訪問對應請求，打印日志：

2021-02-21 10:22:33.028 INFO 8547 --- [nio-8080-exec-1] c.s.learn.controller.AsynController : 外部線程：http-nio-8080-exec-12021-02-21 10:22:33.033 INFO 8547 --- [ thread-pool-1] c.s.learn.controller.AsynController : 內部線程：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實現(xiàn)

DeferredResult使用方式與Callable類似，但在返回結果時不一樣，它返回的時實際結果可能沒有生成，實際的結果可能會在另外的線程里面設置到DeferredResult中去。

DeferredResult的這個特性對實現(xiàn)服務端推技術、訂單過期時間處理、長輪詢、模擬MQ的功能等高級應用非常重要。

關于DeferredResult的使用先來看一下官方的例子和說明：

@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的調用并不一定在Spring MVC當中，它可以是別的線程。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，DeferredResult返回的結果也可能是由MQ、定時任務或其他線程觸發(fā)。來個實例：

@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，等待觸發(fā)deferredResultList.add(deferredResult);return deferredResult; } @ResponseBody @GetMapping('/setHelloToAll') public void helloSet() throws Exception {// 讓所有hold住的請求給與響應deferredResultList.forEach(d -> d.setResult('say hello to all')); }}

第一個請求/hello，會先將deferredResult存起來，前端頁面是一直等待（轉圈）狀態(tài)。直到發(fā)第二個請求：setHelloToAll，所有的相關頁面才會有響應。

整個執(zhí)行流程如下：

controller返回一個DeferredResult，把它保存到內存里或者List里面（供后續(xù)訪問）； Spring MVC調用request.startAsync()，開啟異步處理；與此同時將DispatcherServlet里的攔截器、Filter等等都馬上退出主線程，但是response仍然保持打開的狀態(tài)； 應用通過另外一個線程（可能是MQ消息、定時任務等）給DeferredResult#setResult值。然后SpringMVC會把這個請求再次派發(fā)給servlet容器； DispatcherServlet再次被調用，然后處理后續(xù)的標準流程；

通過上述流程可以發(fā)現(xiàn)：利用DeferredResult可實現(xiàn)一些長連接的功能，比如當某個操作是異步時，可以先保存對應的DeferredResult對象，當異步通知回來時，再找到這個DeferredResult對象，在setResult處理結果即可。從而提高性能。

SpringBoot中的異步實現(xiàn)

在SpringBoot中將一個方法聲明為異步方法非常簡單，只需兩個注解即可@EnableAsync和@Async。其中@EnableAsync用于開啟SpringBoot支持異步的功能，用在SpringBoot的啟動類上。@Async用于方法上，標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注解的類的方法上。同一個類中，一個方法調用另外一個有@Async的方法，注解也是不會生效的。

@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)務處理 }}

@Async注解的使用與Callable有類似之處，在默認情況下使用的都是SimpleAsyncTaskExecutor線程池，可參考Callable中的方式來自定義線程池。

下面通過一個實例來驗證一下，啟動類上使用@EnableAsync，然后定義Controller類：

@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)務請求，打印日志為：

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

使用@EnableAsync和@Async注解時，打印日志如下：

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

通過日志的對比我們可以看出，使用了@Async的方法，會被當成一個子線程。所以，整個sendSms方法會在主線程執(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？所以在文章最開始已經說到，網絡上所謂的“異步調用與異步請求的區(qū)別”是并不存儲在的，本質上都是一回事，只不過實現(xiàn)形式不同而已。這里所提到異步方法，也就是將方法進行異步處理而已。

@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;

通過所在的包，我們應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。

對于Callable，通常用于Controller方法的異步請求，當然也可以用于替換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(){}// 對照Callable方法public Callable<String> aMethod(){}

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

DeferredResult使用方式與Callable類似，重點在于跨線程之間的通信。

@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。

當然，大家也可以從返回結果，異常處理等角度來分析一下，這里就不再展開了。

小結

經過上述的一步步分析，大家應該對于Servlet3.0及Spring中對異步處理有所了解。當了解了這些基礎理論，實戰(zhàn)實例，使用方法及注意事項之后，想必更能夠對網絡上的相關知識能夠進一步的去偽存真。

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