我的心血全在这了，这种方式讲@Async原理，你别再不懂Spring了

时间2023-04-25 01:39:02发布访客分类JAVA浏览905

导读：1.前言想你在看这篇文章之前有过使用@Async注解进行任务异步处理的经历，在项目开发过程中，针对非主流程、非实时、耗时的任务，往往会进行异步处理，这样既不会影响主流程，还会提高主流程的响应时间。在使用@Async注解进行异步处理的过程中，...

1.前言

想你在看这篇文章之前有过使用@Async注解进行任务异步处理的经历，在项目开发过程中，针对非主流程、非实时、耗时的任务，往往会进行异步处理，这样既不会影响主流程，还会提高主流程的响应时间。

在使用@Async注解进行异步处理的过程中，相信你也踩过不少的坑，比如：任务并没有异步执行，由于共用线程池导致任务之间相互影响、异步任务出现异常不知道如何处理等等。今天我将带着你去了解它的真面目，以便下次再遇到问题的时候可以游刃有余，不至于慌慌张张、无从下手。

2.探秘之旅

2.1 实现原理

2.1.1 寻找异步注解后置处理器

你应该知道，要想在项目中使用@Async注解来执行异步任务，需要我们手动去开启异步功能，开启的方式就是需要添加@EnableAsync

@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class SpringBootAsyncApplication {


    public static void main(String[] args) {
    
        SpringApplication.run(SpringBootAsyncApplication.class, args);

    }

}

既然通过@EnableAsync注解可以开启异步功能，那么该注解就是我们探秘的入口

进入@EnableAsync注解，就会看到另一个熟悉的注解@Import，该注解的功能就是在程序中引入相关功能对应的配置类

@Import(AsyncConfigurationSelector.class)
public @interface EnableAsync {
}

点开 AsyncConfigurationSelector，可以看到此次引入的是ProxyAsyncConfiguration配置类

public String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {

    switch (adviceMode) {

        case PROXY:
            return new String[] {
ProxyAsyncConfiguration.class.getName()}
    ;

        case ASPECTJ:
            return new String[] {
ASYNC_EXECUTION_ASPECT_CONFIGURATION_CLASS_NAME}
    ;
    
        default:
            return null;

    }

}

进入ProxyAsyncConfiguration配置类

@Bean(name = TaskManagementConfigUtils.ASYNC_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
public AsyncAnnotationBeanPostProcessor asyncAdvisor() {
    
    Assert.notNull(this.enableAsync, "@EnableAsync annotation metadata was not injected");
    
    AsyncAnnotationBeanPostProcessor bpp = new AsyncAnnotationBeanPostProcessor();
    
    bpp.configure(this.executor, this.exceptionHandler);
    
    Class? extends Annotation>
     customAsyncAnnotation = this.enableAsync.getClass("annotation");

    if (customAsyncAnnotation != AnnotationUtils.getDefaultValue(EnableAsync.class, "annotation")) {
    
        bpp.setAsyncAnnotationType(customAsyncAnnotation);

    }
    
    bpp.setProxyTargetClass(this.enableAsync.getBoolean("proxyTargetClass"));
    
    bpp.setOrder(this.enableAsync.Integer>
    getNumber("order"));
    
    return bpp;

}

可以看到ProxyAsyncConfiguration配置类中声明 AsyncAnnotationBeanPostProcessor这样一个Bean，从字面意思也可以猜出该Bean应该就是异步处理的主角，接下来就来看看这个主角做了哪些工作

进入 AsyncAnnotationBeanPostProcessor中，可以看到该类实现了BeanFactoryAware、BeanPostProcessor这两个与Bean生命周期息息相关的接口，由Bean的生命周期特性可以得知BeanFactoryAware接口的实现方法先于BeanPostProcessor接口的实现方法执行。

2.1.2 BeanFactoryAware实现

2.1.2.1 定义切面

@Override
public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) {
    
    super.setBeanFactory(beanFactory);
    

    // 定义切面
    AsyncAnnotationAdvisor advisor = new AsyncAnnotationAdvisor(this.executor, this.exceptionHandler);

    if (this.asyncAnnotationType != null) {
    
        advisor.setAsyncAnnotationType(this.asyncAnnotationType);

    }
    
    advisor.setBeanFactory(beanFactory);
    
    this.advisor = advisor;

}

在setBeanFactory()实现方法中定义了切面对象，看到切面这两个字，相信你的脑海中会立马浮现出与之有关的两个概念：切点、通知

切点：用来声明切入的目标
通知：针对切入目标的相应处理

2.1.3 定义切点

SetClass? extends Annotation>
    >
     asyncAnnotationTypes = new LinkedHashSet>
    (2);
    
asyncAnnotationTypes.add(Async.class);

try {
    
    asyncAnnotationTypes.add((Class? extends Annotation>
    )
                             ClassUtils.forName("javax.ejb.Asynchronous", AsyncAnnotationAdvisor.class.getClassLoader()));

}

catch (ClassNotFoundException ex) {

    // If EJB 3.1 API not present, simply ignore.
}

protected Pointcut buildPointcut(SetClass? extends Annotation>
    >
 asyncAnnotationTypes) {
    
    ComposablePointcut result = null;
    
    for (Class? extends Annotation>
 asyncAnnotationType : asyncAnnotationTypes) {
    
        // 定义在类上标注@Async、@Asynchronous注解的切点
        Pointcut cpc = new AnnotationMatchingPointcut(asyncAnnotationType, true);
    
        // 定义在方法上标注@Async、@Asynchronous注解的切点
        Pointcut mpc = new AnnotationMatchingPointcut(null, asyncAnnotationType, true);

        if (result == null) {
    
            result = new ComposablePointcut(cpc);

        }

        else {
    
            result.union(cpc);

        }
    
        result = result.union(mpc);

    }
    
    return (result != null ? result : Pointcut.TRUE);

}

2.1.4 定义通知

protected Advice buildAdvice(
   @Nullable SupplierExecutor>
     executor, @Nullable SupplierAsyncUncaughtExceptionHandler>
 exceptionHandler) {
    
 // 定义通知
    AnnotationAsyncExecutionInterceptor interceptor = new AnnotationAsyncExecutionInterceptor(null);
    
    interceptor.configure(executor, exceptionHandler);
    
    return interceptor;

}

通知就是最终要执行的，也是相当重要的一部分，既然很重要，那就需要我们来看看具体的实现

public Object invoke(final MethodInvocation invocation) throws Throwable {
    
  Class?>
     targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);
    
    Method specificMethod = ClassUtils.getMostSpecificMethod(invocation.getMethod(), targetClass);
    
    final Method userDeclaredMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(specificMethod);
    

    // 获取异步任务线程池
    AsyncTaskExecutor executor = determineAsyncExecutor(userDeclaredMethod);

    if (executor == null) {
    
        throw new IllegalStateException(
            "No executor specified and no default executor set on AsyncExecutionInterceptor either");

    }
    

    // 定义Callable对象
    CallableObject>
     task = () ->
 {

        try {
    
            Object result = invocation.proceed();

            if (result instanceof Future) {
    
                return ((Future?>
    ) result).get();

            }

        }
    
  ...
        return null;

    }
    ;
    

    return doSubmit(task, executor, invocation.getMethod().getReturnType());

}

protected Object doSubmit(CallableObject>
     task, AsyncTaskExecutor executor, Class?>
 returnType) {

    // 异步任务的返回值类型是CompletableFuture
    if (CompletableFuture.class.isAssignableFrom(returnType)) {
    
        return CompletableFuture.supplyAsync(() ->
 {

            try {
    
                return task.call();

            }

            catch (Throwable ex) {
    
                throw new CompletionException(ex);

            }

        }
    , executor);

    }

 // 异步任务的返回值类型是ListenableFuture
    else if (ListenableFuture.class.isAssignableFrom(returnType)) {
    
        return ((AsyncListenableTaskExecutor) executor).submitListenable(task);

    }

    // 异步任务的返回值类型是Future
    else if (Future.class.isAssignableFrom(returnType)) {
    
        return executor.submit(task);

    }

    // 否则交由线程池来处理，没有返回值
    else {
    
        executor.submit(task);
    
        return null;

    }

}

通知的具体实现如下：

第一步获取异步任务线程池，用来执行异步任务
使用Callable包裹目标方法
执行异步异步任务，根据不同的返回值类型做相应的处理

通过通知可以了解到异步任务最终实现的原理，你可能还有疑问，那就是如何告知通知来执行异步任务呢？

不知道，你是否还记得上文提到的BeanPostProcessor接口，下面就来看看它的具体实现

2.1.3 BeanPostProcessor实现

提到BeanPostProcessor接口，你就应该立刻意识到它的处理方法肯定对Bean做了某些处理，比如生成代理

有了基础的意识后就来看看此处对应的后置处理实现

@Override
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {

    // 判断当前Bean是否满足之前定义的切点，如果满足则生成代理对象
    if (isEligible(bean, beanName)) {
    
        ProxyFactory proxyFactory = prepareProxyFactory(bean, beanName);

        if (!proxyFactory.isProxyTargetClass()) {
    
            evaluateProxyInterfaces(bean.getClass(), proxyFactory);

        }
    
        proxyFactory.addAdvisor(this.advisor);
    
        customizeProxyFactory(proxyFactory);
    
        return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());

    }
    

    // No proxy needed.
    return bean;

}

通过BeanPostProcessor的后置处理对满足切点的Bean生成代理，在调用目标方法的时候，会执行通知的invoke()方法

到此，异步实现原理部分就结束了，其实原理很简单。我们需要做的就是定义切点、通知; 要想实现对目标方法的增强，自然而然想到的就是反向代理; 最后就是如何对原有的Bean进行改变呢？此刻就需要联系到与Bean生命周期相关的BeanPostProcessor接口

2.2 线程池使用

线程池这部分还是相当重要的，使用不当可能会导致意向不到的问题发生，比如内存溢出、无限制创建线程、业务之间相互影响等等

* p> By default, Spring will be searching for an associated thread pool definition: * either a unique { @link org.springframework.core.task.TaskExecutor} bean in the context, * or an { @link java.util.concurrent.Executor} bean named "taskExecutor" otherwise. 复制代码

根据官方文档的说明，可以得知Spring会从上下文中获取唯一的TaskExecutor或者名称"taskExecutor"的Bean作为线程池，默认的线程池在 TaskExecutionAutoConfiguration自动配置类中定义，默认的线程池相关配置如下

可以看到默认线程池的队列大小和最大线程数都是Integer的最大值，显然会给系统留下一定的风险隐患，因此我们需要针对每个异步任务自定义线程池，然后在@Async()注解上指明对应线程池的Bean名称

2.3 异常处理

异步任务的异常处理默认情况下只会打印日志信息，不会做任何额外的额处理，官方文档也有相关的说明

Besides, annotated methods having a * { @code void} return type cannot transmit any exception back to the caller. By default, * such uncaught exceptions are only logged. 复制代码

SimpleAsyncUncaughtExceptionHandler就是异步任务异常处理的默认实现，如果想要自定义异常处理，只需要AsyncConfigurer接口即可

2.4 返回值类型

关于返回值类型，首先来看下官方的相关说明

* p> In terms of target method signatures, any parameter types are supported. * However, the return type is constrained to either { @code void} or * { @link java.util.concurrent.Future} . In the latter case, you may declare the * more specific { @link org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture} or * { @link java.util.concurrent.CompletableFuture} types which allow for richer * interaction with the asynchronous task and for immediate composition with * further processing steps. 复制代码

从官方说明上可以看出返回值类型只支持4种类型：

void
Future
ListenableFuture
CompletableFuture

再来看看具体的源码

不管从官方说明还是源码分析都可以得出异步任务只支持4种返回类型的结论，以后就不用再问别人String返回类型为什么返回的是null这样的傻瓜问题了！

声明：本文内容由网友自发贡献，本站不承担相应法律责任。对本内容有异议或投诉，请联系2913721942#qq.com核实处理，我们将尽快回复您，谢谢合作！

java Java 编程程序员面试架构

若转载请注明出处：我的心血全在这了，这种方式讲@Async原理，你别再不懂Spring了
本文地址： https://pptw.com/jishu/7836.html

不是吧，你还在使用MyBatis Generator？试试这个工具吧 KgCaptcha接入汇总