通常我们开发的程序都是同步调用的，即程序按照代码的顺序一行一行的逐步往下执行，每一行代码都必须等待上一行代码执行完毕才能开始执行。而异步编程则没有这个限制，代码的调用不再是阻塞的。所以在一些情景下，通过异步编程可以提高效率，提升接口的吞吐量。这节将介绍如何在Spring Boot中进行异步编程。
开启异步
新建一个Spring Boot项目，版本为2.1.0.RELEASE，并引入spring-boot-starter-web依赖，项目结构如下所示：
要开启异步支持，首先得在Spring Boot入口类上加上@EnableAsync注解：
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class DemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
}
}
接下来开始编写异步方法。
在com.example.demo路径下新建service包，并创建TestService：
@Service
public class TestService {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
@Async
public void asyncMethod() {
sleep();
logger.info("异步方法内部线程名称：{}", Thread.currentThread().getName());
}
public void syncMethod() {
sleep();
}
private void sleep() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
上面的Service中包含一个异步方法asyncMethod（开启异步支持后，只需要在方法上加上@Async注解便是异步方法了）和同步方法syncMethod。sleep方法用于让当前线程阻塞2秒钟。
接着在com.example.demo路径下新建controller包，然后创建TestController：
@RestController
public class TestController {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
@Autowired
private TestService testService;
@GetMapping("async")
public void testAsync() {
long start = System.currentTimeMillis();
logger.info("异步方法开始");
testService.asyncMethod();
logger.info("异步方法结束");
long end = System.currentTimeMillis();
logger.info("总耗时：{} ms", end - start);
}
@GetMapping("sync")
public void testSync() {
long start = System.currentTimeMillis();
logger.info("同步方法开始");
testService.syncMethod();
logger.info("同步方法结束");
long end = System.currentTimeMillis();
logger.info("总耗时：{} ms", end - start);
}
}
启动项目，访问 http://localhost:8080/sync 请求，控制台输出如下：
可看到默认程序是同步的，由于sleep方法阻塞的原因，testSync方法执行了2秒钟以上。
访问 http://localhost:8080/async ，控制台输出如下：
可看到testAsync方法耗时极少，因为异步的原因，程序并没有被sleep方法阻塞，这就是异步调用的好处。同时异步方法内部会新启一个线程来执行，这里线程名称为task - 1。
默认情况下的异步线程池配置使得线程不能被重用，每次调用异步方法都会新建一个线程，我们可以自己定义异步线程池来优化。
自定义异步线程池
在com.example.demo下新建config包，然后创建AsyncPoolConfig配置类：
@Configuration
public class AsyncPoolConfig {
@Bean
public ThreadPoolTaskExecutor asyncThreadPoolTaskExecutor(){
ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
executor.setCorePoolSize(20);
executor.setMaxPoolSize(200);
executor.setQueueCapacity(25);
executor.setKeepAliveSeconds(200);
executor.setThreadNamePrefix("asyncThread");
executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
executor.setAwaitTerminationSeconds(60);
executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
executor.initialize();
return executor;
}
}
上面我们通过ThreadPoolTaskExecutor的一些方法自定义了一个线程池，这些方法的含义如下所示：
-
corePoolSize：线程池核心线程的数量，默认值为1（这就是默认情况下的异步线程池配置使得线程不能被重用的原因）。
-
maxPoolSize：线程池维护的线程的最大数量，只有当核心线程都被用完并且缓冲队列满后，才会开始申超过请核心线程数的线程，默认值为Integer.MAX_VALUE。
-
queueCapacity：缓冲队列。
-
keepAliveSeconds：超出核心线程数外的线程在空闲时候的最大存活时间，默认为60秒。
-
threadNamePrefix：线程名前缀。
-
waitForTasksToCompleteOnShutdown：是否等待所有线程执行完毕才关闭线程池，默认值为false。
-
awaitTerminationSeconds：waitForTasksToCompleteOnShutdown的等待的时长，默认值为0，即不等待。
-
rejectedExecutionHandler：当没有线程可以被使用时的处理策略（拒绝任务），默认策略为abortPolicy，包含下面四种策略：
-
callerRunsPolicy：用于被拒绝任务的处理程序，它直接在 execute 方法的调用线程中运行被拒绝的任务；如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务。
-
abortPolicy：直接抛出java.util.concurrent.RejectedExecutionException异常。
-
discardOldestPolicy：当线程池中的数量等于最大线程数时、抛弃线程池中最后一个要执行的任务，并执行新传入的任务。
-
discardPolicy：当线程池中的数量等于最大线程数时，不做任何动作。
-
要使用该线程池，只需要在@Async注解上指定线程池Bean名称即可：
@Service
public class TestService {
......
@Async("asyncThreadPoolTaskExecutor")
public void asyncMethod() {
......
}
......
}
重启项目，再次访问 http://localhost:8080/async ，控制台输出入下：
处理异步回调
如果异步方法具有返回值的话，需要使用Future来接收回调值。我们修改TestService的asyncMethod方法，给其添加返回值：
@Async("asyncThreadPoolTaskExecutor")
public Future<String> asyncMethod() {
sleep();
logger.info("异步方法内部线程名称：{}", Thread.currentThread().getName());
return new AsyncResult<>("hello async");
}
泛型指定返回值的类型，AsyncResult为Spring实现的Future实现类：
接着改造TestController的testAsync方法：
@GetMapping("async")
public String testAsync() throws Exception {
long start = System.currentTimeMillis();
logger.info("异步方法开始");
Future<String> stringFuture = testService.asyncMethod();
String result = stringFuture.get();
logger.info("异步方法返回值：{}", result);
logger.info("异步方法结束");
long end = System.currentTimeMillis();
logger.info("总耗时：{} ms", end - start);
return stringFuture.get();
}
Future接口的get方法用于获取异步调用的返回值。
重启项目，访问 http://localhost:8080/async 控制台输出如下所示:
通过返回结果我们可以看出Future的get方法为阻塞方法，只有当异步方法返回内容了，程序才会继续往下执行。get还有一个get(long timeout, TimeUnit unit)重载方法，我们可以通过这个重载方法设置超时时间，即异步方法在设定时间内没有返回值的话，直接抛出java.util.concurrent.TimeoutException异常。
比如设置超时时间为60秒：
String result = stringFuture.get(60, TimeUnit.SECONDS);