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代码地址：https://github.com/Snowstorm0/learn-async

1 线程同步和异步

线程同步：A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为同步机制存在，A只能等待下去。耗时较长，安全性较高。

线程异步：A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为没有同步机制存在，A线程仍然请求的到。

一个进程启动的多个不相干的进程，他们之间的相互关系为异步；同步必须执行到底后才能执行其他操作，异步可同时执行。

多个线程执行的时候需要同步，如果是单线程则不需要同步。

2 异步实例

主方法和被调用的方法必须是不同的类，才能实现多线程。

2.1 启动类

使用@EnableAsync来开启 SpringBoot 对于异步任务的支持。

Application：

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

2.2 线程池

配置类实现接口AsyncConfigurator，返回一个ThreadPoolTaskExecutor线程池对象。

config/AsyncConfig：

@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {

    // ThredPoolTaskExcutor的处理流程
    // 当池子大小小于corePoolSize，就新建线程，并处理请求
    // 当池子大小等于corePoolSize，把请求放入workQueue中，池子里的空闲线程就去workQueue中取任务并处理
    // 当workQueue放不下任务时，就新建线程入池，并处理请求，如果池子大小撑到了maximumPoolSize，就用RejectedExecutionHandler来做拒绝处理
    // 当池子的线程数大于corePoolSize时，多余的线程会等待keepAliveTime长时间，如果无请求可处理就自行销毁

    @Override
    @Bean
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        // 核心线程数：线程池创建的时候初始化的线程数
        executor.setCorePoolSize(10);
        // 最大线程数：线程池最大的线程数，只有缓冲队列满了之后才会申请超过核心线程数的线程
        executor.setMaxPoolSize(100);
        // 缓冲队列：用来缓冲执行任务的队列
        executor.setQueueCapacity(50);
        // 线程池关闭：等待所有任务都完成再关闭
        executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        // 等待时间：等待5秒后强制停止
        executor.setAwaitTerminationSeconds(5);
        // 允许空闲时间：超过核心线程之外的线程到达60秒后会被销毁
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        // 线程名称前缀
        executor.setThreadNamePrefix("learn-Async-");
        // 初始化线程
        executor.initialize();
        return executor;
    }

    @Override
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
        return null;
    }
}

2.3 controller

通过该层调用测试 Async。

@RestController
@RequestMapping("/homepage")
public class AsyncController {
    @Autowired
    AsyncService asyncTaskService;
    @GetMapping("/learnAsync")
    public String learnAsync(){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            asyncTaskService.executeAsyncTask(i);
        }
        return "1";
    }
}

2.4 service

通过@Async注解表明该方法是异步方法，如果注解在类上，那表明这个类里面的所有方法都是异步的。

@Service
public class AsyncService {
    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(com.spring.boot.service.AsyncService.class);
    @Async  // 表明该方法是异步方法。如果注解在类上，那表明类里面的所有方法都是异步
    public void executeAsyncTask(int i) {
        logger.info("\t 完成任务" + i);
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + " 执行异步任务：" + i);
    }
}

2.5 输出

3 Future 类

修改service层，分别使用同步调用、异步调用无返回、异步调用使用 Future 返回。

3.1 同步调用

public long subBySync() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    long sum = 0;
    long end = System.currentTimeMillis();
    sum = end - start;
    return sum;
}

3.2 异步调用无返回

@Async
public void subByVoid() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    long sum = 0;
    long end = System.currentTimeMillis();
    sum = end - start;
}

3.3 异步调用 Future 返回

controller：

Future<Long> task = asyncTaskService.subByAsync();

service：

@Async
public Future<Long> subByAsync() throws Exception {
    long start = System.currentTimeMillis();
    long sum = 0;
    long end = System.currentTimeMillis();
    sum = end - start;
    return new AsyncResult<>(sum);
}

4 CompletableFuture 类

若使用 Future 出现报错：

无法判断org.springframework.scheduling.annotation.AsyncResult<>的类型参数

不存在类型变量V的实例,使org.springframework.scheduling.annotation.AsyncResult符合XXX

可以使用 CompletableFuture 类：

@Asyncpublic 
CompletableFuture<Map<String, Object>> subByAsyncMap() throws Exception {
    Map<String, Object> res = new HashMap<>();
    return CompletableFuture.completedFuture(res);
}

5 线程关闭

当线程数量超过核心线程数量之后，运行完毕的旧的线程会被关闭。

可以通过定时任务测试。

batch/ScheduledTaskService：

@Component
@EnableScheduling
public class ScheduledTaskService {
    @Autowired
    AsyncService asyncService;
    @Scheduled(cron = "1/1 * * * * ? ")  //1s一次
    public void learnCron(){
        asyncService.learnScheduledAsync();
    }
}

在 AsyncService 添加方法：

// 使用定时任务调用此方法创建线程
@Async
public void learnScheduledAsync(){
    Long timeLong = System.currentTimeMillis();
    SimpleDateFormat timeFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); //设置格式
    String timeString = timeFormat.format(timeLong);
    System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName());
    System.out.println("timeString:" + timeString + "\n");
}

在异步配置（AsyncConfig）中已设置核心线程数为10：

// 核心线程数：线程池创建的时候初始化的线程数
executor.setCorePoolSize(10);

运行可以观察输出，线程数达到10后会再一次从1开始。

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