Spring Boot中使用@Async實現異步調用

什麼是「異步調用」？

「異步調用」對應的是「同步調用」，同步調用指程序按照定義順序依次執行，每一行程序都必須等待上一行程序執行完成以後才能執行；異步調用指程序在順序執行時，不等待異步調用的語句返回結果就執行後面的程序。

同步調用

下面經過一個簡單示例來直觀的理解什麼是同步調用：

• 定義Task類，建立三個處理函數分別模擬三個執行任務的操做，操做消耗時間隨機取（10秒內）

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@Component public class Task { public static Random random =new Random(); public void doTaskOne() throws Exception { System.out.println("開始作任務一"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任務一，耗時：" + (end - start) + "毫秒"); } public void doTaskTwo() throws Exception { System.out.println("開始作任務二"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任務二，耗時：" + (end - start) + "毫秒"); } public void doTaskThree() throws Exception { System.out.println("開始作任務三"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任務三，耗時：" + (end - start) + "毫秒"); } }

• 在單元測試用例中，注入Task對象，並在測試用例中執行doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函數。

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@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) @SpringApplicationConfiguration(classes = Application.class) public class ApplicationTests { @Autowired private Task task; @Test public void test() throws Exception { task.doTaskOne(); task.doTaskTwo(); task.doTaskThree(); } }

• 執行單元測試，能夠看到相似以下輸出：

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開始作任務一 完成任務一，耗時：4256毫秒 開始作任務二 完成任務二，耗時：4957毫秒 開始作任務三 完成任務三，耗時：7173毫秒

任務1、任務2、任務三順序的執行完了，換言之doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函數順序的執行完成。

異步調用

上述的同步調用雖然順利的執行完了三個任務，可是能夠看到執行時間比較長，若這三個任務自己之間不存在依賴關係，能夠併發執行的話，同步調用在執行效率方面就比較差，能夠考慮經過異步調用的方式來併發執行。

在Spring Boot中，咱們只須要經過使用@Async註解就能簡單的將原來的同步函數變爲異步函數，Task類改在爲以下模式：

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@Component public class Task { @Async public void doTaskOne() throws Exception { // 同上內容，省略 } @Async public void doTaskTwo() throws Exception { // 同上內容，省略 } @Async public void doTaskThree() throws Exception { // 同上內容，省略 } }

爲了讓@Async註解可以生效，還須要在Spring Boot的主程序中配置@EnableAsync，以下所示：

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

此時能夠反覆執行單元測試，您可能會遇到各類不一樣的結果，好比：

• 沒有任何任務相關的輸出
• 有部分任務相關的輸出
• 亂序的任務相關的輸出

緣由是目前doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函數的時候已是異步執行了。主程序在異步調用以後，主程序並不會理會這三個函數是否執行完成了，因爲沒有其餘須要執行的內容，因此程序就自動結束了，致使了不完整或是沒有輸出任務相關內容的狀況。

注： @Async所修飾的函數不要定義爲static類型，這樣異步調用不會生效

異步回調

爲了讓doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree能正常結束，假設咱們須要統計一下三個任務併發執行共耗時多少，這就須要等到上述三個函數都完成調動以後記錄時間，並計算結果。

那麼咱們如何判斷上述三個異步調用是否已經執行完成呢？咱們須要使用Future<T>來返回異步調用的結果，就像以下方式改造doTaskOne函數：

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@Async public Future<String> doTaskOne() throws Exception { System.out.println("開始作任務一"); long start = System.currentTimeMillis(); Thread.sleep(random.nextInt(10000)); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("完成任務一，耗時：" + (end - start) + "毫秒"); return new AsyncResult<>("任務一完成"); }

按照如上方式改造一下其餘兩個異步函數以後，下面咱們改造一下測試用例，讓測試在等待完成三個異步調用以後來作一些其餘事情。

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@Test public void test() throws Exception { long start = System.currentTimeMillis(); Future<String> task1 = task.doTaskOne(); Future<String> task2 = task.doTaskTwo(); Future<String> task3 = task.doTaskThree(); while(true) { if(task1.isDone() && task2.isDone() && task3.isDone()) { // 三個任務都調用完成，退出循環等待 break; } Thread.sleep(1000); } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("任務所有完成，總耗時：" + (end - start) + "毫秒"); }

看看咱們作了哪些改變：

• 在測試用例一開始記錄開始時間
• 在調用三個異步函數的時候，返回Future<String>類型的結果對象
• 在調用完三個異步函數以後，開啓一個循環，根據返回的Future<String>對象來判斷三個異步函數是否都結束了。若都結束，就結束循環；若沒有都結束，就等1秒後再判斷。
• 跳出循環以後，根據結束時間 - 開始時間，計算出三個任務併發執行的總耗時。

執行一下上述的單元測試，能夠看到以下結果：

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開始作任務一 開始作任務二 開始作任務三 完成任務三，耗時：37毫秒 完成任務二，耗時：3661毫秒 完成任務一，耗時：7149毫秒 任務所有完成，總耗時：8025毫秒

能夠看到，經過異步調用，讓任務1、2、三併發執行，有效的減小了程序的總運行時間。