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                Spring Boot中異步線程池@Async詳解

                Spring Boot中異步線程池@Async詳解

                很多業(yè)務場景需要使用異步去完成,比如:發(fā)送短信通知。要完成異步操作一般有兩種:

                1、消息隊列MQ

                2、線程池處理。

                我們來看看Spring框架中如何去使用線程池來完成異步操作,以及分析背后的原理。

                一. Spring異步線程池的接口類 :TaskExecutor

                在Spring4中,Spring中引入了一個新的注解@Async,這個注解讓我們在使用Spring完成異步操作變得非常方便。

                Spring異步線程池的接口類,其實質是java.util.concurrent.Executor

                Spring 已經(jīng)實現(xiàn)的異常線程池:

                1. SimpleAsyncTaskExecutor:不是真的線程池,這個類不重用線程,每次調用都會創(chuàng)建一個新的線程。

                2. SyncTaskExecutor:這個類沒有實現(xiàn)異步調用,只是一個同步操作。只適用于不需要多線程的地方

                3. ConcurrentTaskExecutor:Executor的適配類,不推薦使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不滿足要求時,才用考慮使用這個類

                4. SimpleThreadPoolTaskExecutor:是Quartz的SimpleThreadPool的類。線程池同時被quartz和非quartz使用,才需要使用此類

                5. ThreadPoolTaskExecutor :最常使用,推薦。 其實質是對java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包裝,

                二、簡單使用說明

                Spring中用@Async注解標記的方法,稱為異步方法。在spring boot應用中使用@Async很簡單:

                1、調用異步方法類上或者啟動類加上注解@EnableAsync

                2、在需要被異步調用的方法外加上@Async

                3、所使用的@Async注解方法的類對象應該是Spring容器管理的bean對象;

                啟動類加上注解@EnableAsync:

                import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync; @SpringBootApplication@EnableAsyncpublic class CollectorApplication { public static void main(String[] args) throws Exception {SpringApplication.run(CollectorApplication.class, args);}}

                在需要被異步調用的方法外加上@Async,同時類AsyncService加上注解@Service或者@Component,使其對象成為Spring容器管理的bean對象;

                import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.scheduling.annotation.Async;import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.transaction.annotation.Transactional; @Service@Transactionalpublic class AsyncService { @Async public void asyncMethod(String s) { System.out.println(“receive:” + s); } public void test() { System.out.println(“test”); asyncMethod();//同一個類里面調用異步方法 } @Async public void test2() { AsyncService asyncService = context.getBean(AsyncService.class); asyncService.asyncMethod();//異步 } /** * 異布調用返回Future */ @Async public Future asyncInvokeReturnFuture(int i) { System.out.println(“asyncInvokeReturnFuture, parementer=”+ i); Future future; try { Thread.sleep(1000 * 1); future = new AsyncResult(“success:” + i); } catch (InterruptedException e) { future = new AsyncResult(“error”); } return future; }} //異步方法和普通的方法調用相同asyncService.asyncMethod(“123”);Future future = asyncService.asyncInvokeReturnFuture(100);System.out.println(future.get());

                如果將一個類聲明為異步類@Async,那么這個類對外暴露的方法全部成為異步方法。

                @Async@Servicepublic class AsyncClass { public AsyncClass() { System.out.println(“—-init AsyncClass—-“); } volatile int index = 0; public void foo() { System.out.println(“asyncclass foo, index:” + index); } public void foo(int i) { this.index = i; System.out.println(“asyncclass foo, index:” + i); } public void bar(int i) { this.index = i; System.out.println(“asyncclass bar, index:” + i); }}

                這里需要注意的是:

                1、同一個類里面調用異步方法不生效:原因默認類內的方法調用不會被aop攔截,即調用方和被調用方是在同一個類中,是無法產(chǎn)生切面的,該對象沒有被Spring容器管理。即@Async方法不生效。

                解決辦法:如果要使同一個類中的方法之間調用也被攔截,需要使用spring容器中的實例對象,而不是使用默認的this,因為通過bean實例的調用才會被spring的aop攔截

                本例使用方法:AsyncService asyncService = context.getBean(AsyncService.class); 然后使用這個引用調用本地的方法即可達到被攔截的目的

                備注:這種方法只能攔截protected,default,public方法,private方法無法攔截。這個是spring aop的一個機制。

                2、如果不自定義異步方法的線程池默認使用SimpleAsyncTaskExecutor。SimpleAsyncTaskExecutor:不是真的線程池,這個類不重用線程,每次調用都會創(chuàng)建一個新的線程。并發(fā)大的時候會產(chǎn)生嚴重的性能問題。

                3、異步方法返回類型只能有兩種:void和java.util.concurrent.Future。

                1)當返回類型為void的時候,方法調用過程產(chǎn)生的異常不會拋到調用者層面,

                可以通過注AsyncUncaughtExceptionHandler來捕獲此類異常

                2)當返回類型為Future的時候,方法調用過程產(chǎn)生的異常會拋到調用者層面

                三、定義通用線程池


                1、定義線程池

                在Spring Boot主類中定義一個線程池,public Executor taskExecutor() 方法用于自定義自己的線程池,線程池前綴”taskExecutor-”。如果不定義,則使用系統(tǒng)默認的線程池。

                @SpringBootApplicationpublic class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(Application.class, args); } @EnableAsync @Configuration class TaskPoolConfig { @Bean public Executor taskExecutor1() { ThreadPoolTaskExecutor pool = new ThreadPoolTaskExecutor(); pool.setCorePoolSize(5); //線程池活躍的線程數(shù) pool.setMaxPoolSize(10); //線程池最大活躍的線程數(shù) pool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true); pool.setThreadNamePrefix(“defaultExecutor”); return pool; } @Bean(“taskExecutor”) public Executor taskExecutor2() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(10); executor.setMaxPoolSize(20); executor.setQueueCapacity(200); executor.setKeepAliveSeconds(60); executor.setThreadNamePrefix(“taskExecutor-“); executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true); executor.setAwaitTerminationSeconds(60); return executor; } }}

                上面我們通過ThreadPoolTaskExecutor創(chuàng)建了一個線程池,同時設置了如下參數(shù):

                核心線程數(shù)10:線程池創(chuàng)建時初始化的線程數(shù)

                最大線程數(shù)20:線程池最大的線程數(shù),只有在緩沖隊列滿了之后才會申請超過核心線程數(shù)的線程

                緩沖隊列200:用來緩沖執(zhí)行任務的隊列

                允許線程的空閑時間60秒:超過了核心線程數(shù)之外的線程,在空閑時間到達之后會被銷毀

                線程池名的前綴:設置好了之后可以方便我們定位處理任務所在的線程池

                線程池對拒絕任務的處理策略:此處采用了CallerRunsPolicy策略,當線程池沒有處理能力的時候,該策略會直接在execute方法的調用線程中運行被拒絕的任務;如果執(zhí)行程序已被關閉,則會丟棄該任務

                設置線程池關閉的時候等待所有任務都完成再繼續(xù)銷毀其他的Bean

                設置線程池中任務的等待時間,如果超過這個時候還沒有銷毀就強制銷毀,以確保應用最后能夠被關閉,而不是阻塞住

                也可以單獨類來配置線程池:

                import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; /** * Created by huangguisu on 2020/6/10. */ @Configuration@EnableAsyncpublic class MyThreadPoolConfig { private static final int CORE_POOL_SIZE = 10; private static final int MAX_POOL_SIZE = 20; private static final int QUEUE_CAPACITY = 200; public static final String BEAN_EXECUTOR = “bean_executor”; /** * 事件和情感接口線程池執(zhí)行器配置 * @return 事件和情感接口線程池執(zhí)行器bean * */ @Bean(BEAN_EXECUTOR) public Executor executor() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(CORE_POOL_SIZE); executor.setMaxPoolSize(MAX_POOL_SIZE); // 設置隊列容量 executor.setQueueCapacity(QUEUE_CAPACITY); // 設置線程活躍時間(秒) executor.setKeepAliveSeconds(60); executor.setThreadNamePrefix(“SE-Pool#Task”); // 設置拒絕策略 executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); executor.initialize(); return executor; }}

                2、異步方法使用線程池

                只需要在@Async注解中指定線程池名即可

                @Componentpublic class Task { //默認使用線程池 @Async public void doTaskOne() throws Exception { System.out.println(“開始做任務”); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(“完成任務耗時:” + (end – start) + “毫秒”); } //根據(jù)Bean Name指定特定線程池 @Async(“taskExecutor”) public void doTaskOne() throws Exception { System.out.println(“開始做任務”); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(“完成任務耗時:” + (end – start) + “毫秒”); }}

                3、通過xml配置定義線程池

                Bean文件配置: spring_async.xml1. 線程的前綴為xmlExecutor2. 啟動異步線程池配置

                啟動類導入xml文件:

                @SpringBootApplication@ImportResource(“classpath:/async/spring_async.xml”)public class AsyncApplicationWithXML { private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncApplicationWithXML.class); public static void main(String[] args) { log.info(“Start AsyncApplication.. “); SpringApplication.run(AsyncApplicationWithXML.class, args); } }

                線程池參數(shù)說明

                1. ‘id’ : 線程名稱的前綴

                2. ‘pool-size’:線程池的大小。支持范圍”min-max”和固定值(此時線程池core和max sizes相同)

                3. ‘queue-capacity’ :排隊隊列長度

                4. ‘rejection-policy’: 對方拒絕的任務處理策略

                5. ‘keep-alive’ : 線程保護時間(單位秒)

                四、異常處理

                上面也提到:在調用方法時,可能出現(xiàn)方法中拋出異常的情況。在異步中主要有有兩種異常處理方法:

                1. 對于方法返回值是Futrue的異步方法:

                a) 、一種是在調用future的get時捕獲異常;

                b)、 在異常方法中直接捕獲異常

                2. 對于返回值是void的異步方法:通過AsyncUncaughtExceptionHandler處理異常

                @Componentpublic class AsyncException { /** * 帶參數(shù)的異步調用 異步方法可以傳入?yún)?shù) * 對于返回值是void,異常會被AsyncUncaughtExceptionHandler處理掉 * @param s */ @Async public void asyncInvokeWithException(String s) { log.info(“asyncInvokeWithParameter, parementer={}”, s); throw new IllegalArgumentException(s); } /** * 異常調用返回Future * 對于返回值是Future,不會被AsyncUncaughtExceptionHandler處理,需要我們在方法中捕獲異常并處理 * 或者在調用方在調用Futrue.get時捕獲異常進行處理 * * @param i * @return */ @Async public Future asyncInvokeReturnFuture(int i) { System.out.println(“asyncInvokeReturnFuture, parementer={}”, i); Future future; try { Thread.sleep(1000 * 1); future = new AsyncResult(“success:” + i); throw new IllegalArgumentException(“a”); } catch (InterruptedException e) { future = new AsyncResult(“error”); } catch(IllegalArgumentException e){ future = new AsyncResult(“error-IllegalArgumentException”); } return future; } }

                實現(xiàn)AsyncConfigurer接口對異常線程池更加細粒度的控制a) 創(chuàng)建線程自己的線程池b) 對void方法拋出的異常處理的類AsyncUncaughtExceptionHandler

                @Servicepublic class MyAsyncConfigurer implements AsyncConfigurer{ @Override public Executor getAsyncExecutor() { ThreadPoolTaskExecutor threadPool = new ThreadPoolTaskExecutor(); threadPool.setCorePoolSize(1); threadPool.setMaxPoolSize(1); threadPool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true); threadPool.setAwaitTerminationSeconds(60 * 15); threadPool.setThreadNamePrefix(“MyAsync-“); threadPool.initialize(); return threadPool; } @Override public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() { return new MyAsyncExceptionHandler(); } /** * 自定義異常處理類 */ class MyAsyncExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler { @Override public void handleUncaughtException(Throwable throwable, Method method, Object… obj) { System.out.println(“Exception message – ” + throwable.getMessage()); System.out.println(“Method name – ” + method.getName()); for (Object param : obj) { System.out.println(“Parameter value – ” + param); } } } }

                五、問題

                上面也提到:如果不自定義異步方法的線程池默認使用SimpleAsyncTaskExecutor。SimpleAsyncTaskExecutor:不是真的線程池,這個類不重用線程,每次調用都會創(chuàng)建一個新的線程。并發(fā)大的時候會產(chǎn)生嚴重的性能問題。

                一般的錯誤OOM:OutOfMemoryError:unable to create new native thread,創(chuàng)建線程數(shù)量太多,占用內存過大.

                解決辦法:一般最好使用自定義線程池,做一些特殊策略, 比如自定義拒絕策略,如果隊列滿了,則拒絕處理該任務。

                原文鏈接:https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/106671893

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                上一篇 2022年6月24日 06:18
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