为什么都不建议直接使用 @Async 注解实现异步？

清疚 2024-03-26 21:06 93阅读 0赞

对于异步方法调用，从 Spring3 开始提供了 @Async 注解，该注解可以被标注在方法上，以便异步地调用该方法。调用者将在调用时立即返回，方法的实际执行将提交给 Spring TaskExecutor 的任务中，由指定的线程池中的线程执行。

在实际项目中， 使用 @Async 调用线程池，推荐等方式是是使用自定义线程池的模式，自定义线程池常用的方案：重新实现 AsyncConfigurer 接口。

### 场景 ###

*  同步： 同步就是整个处理过程顺序执行，当各个过程都执行完毕，并返回结果。
 *  异步： 异步调用则是只是发送了调用的指令，调用者无需等待被调用的方法完全执行完毕；而是继续执行下面的流程。例如， 在某个调用中，需要顺序调用 A, B, C 三个过程方法；如他们都是同步调用，则需要将他们都顺序执行完毕之后，方算作过程执行完毕；如 B 为一个异步的调用方法，则在执行完 A 之后，调用 B，并不等待 B 完成，而是执行开始调用 C，待 C 执行完毕之后，就意味着这个过程执行完毕了。在 Java 中，一般在处理类似的场景之时，都是基于创建独立的线程去完成相应的异步调用逻辑，通过主线程和不同的业务子线程之间的执行流程，从而在启动独立的线程之后，主线程继续执行而不会产生停滞等待的情况。

### **Spring 已经实现的线程池** ###

*  SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，默认每次调用都会创建一个新的线程
 *  SyncTaskExecutor：这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作。只适用于不需要多线程的地方。
 *  ConcurrentTaskExecutor：Executor 的适配类，不推荐使用。如果 ThreadPoolTaskExecutor 不满足要求时，才用考虑使用这个类。
 *  SimpleThreadPoolTaskExecutor：是 Quartz 的 SimpleThreadPool 的类。线程池同时被 quartz 和非 quartz 使用，才需要使用此类。
 *  ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推荐。其实质是对 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor 的包装。

### 常见的异步方式有： ###

1.  最简单的异步调用，返回值为 void。
2.  带参数的异步调用，异步方法可以传入参数。
3.  存在返回值，常调用返回 Future/CompletableFuture。

### @Async 应用默认线程池 ###

Spring 应用默认的线程池，指在 @Async 注解在使用时，不指定线程池的名称。查看源码，@Async 的默认线程池为 SimpleAsyncTaskExecutor。

无返回值的异步调用

@Override
    @Async("taskExecutor")
    public void pageExportOrderBigExcel(HttpServletResponse response, JSONObject queryConditionDataJson, SdSchoolFilterConfig sdSchoolFilterConfig, LoginUser loginUser, SdSchoolDataExportTaskRecord exportTask, HttpServletRequest request, String tenantId) {
        try {
    
            Thread.sleep(1000);
            exportTask.setExportTaskStartTime(new Date());
            sdSchoolOrderService.exportOrderBigExcelPage(response, queryConditionDataJson, exportTask, sdSchoolFilterConfig.getFilterName(), loginUser, request, tenantId);
            exportTask.setExportTaskEndTime(new Date());
            exportTaskRecordService.updateById(exportTask);
    
        } catch (Exception e) {
            log.error("订单数据分页导出失败", e);
       }
    }
    复制代码

### 默认线程池的弊端 ###

在线程池应用中，参考阿里巴巴 java 开发规范：线程池不允许使用 Executors 去创建，不允许使用系统默认的线程池，推荐通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式让开发的工程师更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。Executors 各个方法的弊端：

*  newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor：主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至 OOM。
 *  newCachedThreadPool 和 newScheduledThreadPool：要问题是线程数最大数是 Integer.MAX\_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至 OOM。

@Async 默认异步配置使用的是 SimpleAsyncTaskExecutor，该线程池默认来一个任务创建一个线程，若系统中不断的创建线程，最终会导致系统占用内存过高，引发 OutOfMemoryError 错误。针对线程创建问题，SimpleAsyncTaskExecutor 提供了限流机制，通过 concurrencyLimit 属性来控制开关，当 concurrencyLimit>=0 时开启限流机制，默认关闭限流机制即 concurrencyLimit=-1，当关闭情况下，会不断创建新的线程来处理任务。基于默认配置，SimpleAsyncTaskExecutor 并不是严格意义的线程池，达不到线程复用的功能。

### @Async 应用自定义线程池 ###

自定义线程池，可对系统中线程池更加细粒度的控制，方便调整线程池大小配置，线程执行异常控制和处理。在设置系统自定义线程池代替默认线程池时，虽可通过多种模式设置，但替换默认线程池最终产生的线程池有且只能设置一个（不能设置多个类继承 AsyncConfigurer）。自定义线程池有如下方式：

*  重新实现接口 AsyncConfigurer；
 *  继承 AsyncConfigurerSupport；
 *  配置由自定义的 TaskExecutor 替代内置的任务执行器。

通过查看 Spring 源码关于 @Async 的默认调用规则，会优先查询源码中实现 AsyncConfigurer 这个接口的类，实现这个接口的类为 AsyncConfigurerSupport。但默认配置的线程池和异步处理方法均为空，所以，无论是继承或者重新实现接口，都需指定一个线程池。且重新实现 public Executor getAsyncExecutor () 方法。

### **实现接口 AsyncConfigurer** ###

@Configuration
     public class AsyncConfiguration implements AsyncConfigurer {
    
         @Bean("taskExecutor")
         public ThreadPoolTaskExecutor executor() {
             ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
             int corePoolSize = 10;
             executor.setCorePoolSize(corePoolSize);
             int maxPoolSize = 50;
             executor.setMaxPoolSize(maxPoolSize);
             int queueCapacity = 10;
             executor.setQueueCapacity(queueCapacity);
             executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
             executor.setThreadNamePrefix( "asyncServiceExecutor-");
             executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
             executor.setAwaitTerminationSeconds(awaitTerminationSeconds);
             executor.initialize();
             return executor;
         }
     
         @Override
         public Executor getAsyncExecutor() {
             return executor();
         }
     }
    复制代码

### **继承 AsyncConfigurerSupport** ###

Configuration  
    @EnableAsync  
    class SpringAsyncConfigurer extends AsyncConfigurerSupport {  
      
        @Bean  
        public ThreadPoolTaskExecutor asyncExecutor() {  
            ThreadPoolTaskExecutor threadPool = new ThreadPoolTaskExecutor();  
            threadPool.setCorePoolSize(3);  
            threadPool.setMaxPoolSize(3);  
            threadPool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);  
            threadPool.setAwaitTerminationSeconds(60 * 15);  
            return threadPool;  
        }  
      
        @Override  
        public Executor getAsyncExecutor() {  
            return asyncExecutor;  
      }  
    }
    复制代码

### **配置自定义的 TaskExecutor (建议采用方式)** ###

/**
     * 线程池参数配置，多个线程池实现线程池隔离，@Async注解，默认使用系统自定义线程池，可在项目中设置多个线程池，在异步调用的时候，指明需要调用的线程池名称，比如：@Async("taskName")
     *
     * @author: jacklin
     * @since: 2021/5/18 11:44
     **/
    @EnableAsync
    @Configuration
    public class TaskPoolConfig {
    
        /**
         * 异步导出
         *
         * @author: jacklin
         * @since: 2021/11/16 17:41
         **/
        @Bean("taskExecutor")
        public Executor taskExecutor() {
            //返回可用处理器的Java虚拟机的数量 12
            int i = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
            System.out.println("系统最大线程数  ： " + i);
            ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
            //核心线程池大小
            executor.setCorePoolSize(16);
            //最大线程数
            executor.setMaxPoolSize(20);
            //配置队列容量，默认值为Integer.MAX_VALUE
            executor.setQueueCapacity(99999);
            //活跃时间
            executor.setKeepAliveSeconds(60);
            //线程名字前缀
            executor.setThreadNamePrefix("asyncServiceExecutor -");
            //设置此执行程序应该在关闭时阻止的最大秒数，以便在容器的其余部分继续关闭之前等待剩余的任务完成他们的执行
            executor.setAwaitTerminationSeconds(60);
            //等待所有的任务结束后再关闭线程池
            executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
            return executor;
        }
    }
    复制代码

### **多个线程池** ###

@Async 注解，使用系统默认或者自定义的线程池（代替默认线程池）。可在项目中设置多个线程池，在异步调用时，指明需要调用的线程池名称，如 @Async ("new\_taskName")。