Java 高并发编程实战,异步注解 @Async 自定义线程池

一、@Async 注解

@Async 的作用就是异步处理任务。

在方法上添加 @Async,表示此方法是异步方法;

在类上添加 @Async,表示类中的所有方法都是异步方法;

使用此注解的类,必须是 Spring 管理的类;

需要在启动类或配置类中加入 @EnableAsync 注解,@Async 才会生效;

在使用 @Async 时,如果不指定线程池的名称,也就是不自定义线程池,@Async 是有默认线程池的,使用的是 Spring 默认的线程池 SimpleAsyncTaskExecutor。

默认线程池的默认配置如下:

默认核心线程数:8;

最大线程数:Integet.MAX_VALUE;

队列使用 LinkedBlockingQueue;

容量是:Integet.MAX_VALUE;

空闲线程保留时间:60s;

线程池拒绝策略:AbortPolicy;

从最大线程数可以看出,在并发情况下,会无限制的创建线程,我勒个吗啊。

也可以通过 yml 重新配置:

spring:

task:

execution:

pool:

max-size: 10

core-size: 5

keep-alive: 3s

queue-capacity: 1000

thread-name-prefix: my-executor

也可以自定义线程池,下面通过简单的代码来实现以下 @Async 自定义线程池。

二、代码实例

Spring 为任务调度与异步方法执行提供了注解 @Async 支持,通过在方法上标注 @Async 注解,可使得方法被异步调用。在需要异步执行的方法上加入 @Async 注解,并指定使用的线程池,当然可以不指定,直接写 @Async。

1、导入 POM

com.google.guava

guava

31.0.1-jre

2、配置类

package com.nezhac.config;

import com.google.common.util.concurrent.ThreadFactoryBuilder;

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.*;

@EnableAsync// 支持异步操作

@Configuration

public class AsyncTaskConfig {

/**

* com.google.guava 中的线程池

* @return

*/

@Bean("my-executor")

public Executor firstExecutor() {

ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("my-executor").build();

// 获取 CPU 的处理器数量

int curSystemThreads = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;

ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(curSystemThreads, 100,

200, TimeUnit.SECONDS,

new LinkedBlockingQueue<>(), threadFactory);

threadPool.allowsCoreThreadTimeOut();

return threadPool;

}

/**

* Spring 线程池

* @return

*/

@Bean("async-executor")

public Executor asyncExecutor() {

ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();

// 核心线程数

taskExecutor.setCorePoolSize(10);

// 线程池维护线程的最大数量,只有在缓冲队列满了之后才会申请超过核心线程数的线程

taskExecutor.setMaxPoolSize(100);

// 缓存队列

taskExecutor.setQueueCapacity(50);

// 空闲时间,当超过了核心线程数之外的线程在空闲时间到达之后会被销毁

taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);

// 异步方法内部线程名称

taskExecutor.setThreadNamePrefix("async-executor-");

/**

* 当线程池的任务缓存队列已满并且线程池中的线程数目达到 maximumPoolSize,如果还有任务到来就会采取任务拒绝策略

* 通常有以下四种策略:

*ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出 RejectedExecutionException 异常。

*ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:也是丢弃任务,但是不抛出异常。

*ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务(重复此过程)

*ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:重试添加当前的任务,自动重复调用 execute() 方法,直到成功为止

*/

taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

taskExecutor.initialize();

return taskExecutor;

}

}

3、controller

package com.nezha.controller;

import com.nezha.service.UserService;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController

@RequestMapping("/test")

public class UserController {

private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UserController.class);

@Autowired

private UserService userService;

@GetMapping("asyncTest")

public void asyncTest() {

logger.info("哪吒真帅");

userService.asyncTest();

asyncTest2();

logger.info("哪吒编程,每日更新 Java 干货");

}

@Async("my-executor")

public void asyncTest2() {

logger.info("同文件内执行执行异步任务");

}

}

4、service

package com.nezha.service;

public interface UserService {

// 普通方法

void test();

// 异步方法

void asyncTest();

}

service 实现类

package com.nezha.service;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service

public class UserServiceImpl implements UserService {

private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(UserServiceImpl.class);

@Override

public void test() {

logger.info("执行普通任务");

}

@Async("my-executor")

@Override

public void asyncTest() {

logger.info("执行异步任务");

}

}

Java 高并发编程实战,异步注解 @Async 自定义线程池_第1张图片

三、发现同文件内执行异步任务,还是一个线程,没有实现 @Async 效果,why?

众里寻他千百度,查到了 @Async 失效的几个原因:

注解 @Async 的方法不是 public 方法;

注解 @Async 的返回值只能为 void 或 Future;

注解 @Async 方法使用 static 修饰也会失效;

没加 @EnableAsync 注解;

调用方和 @Async 不能在一个类中;

在 Async 方法上标注 @Transactional 是没用的,但在 Async 方法调用的方法上标注 @Transcational 是有效的;

这里就不一一演示了,有兴趣的小伙伴可以研究一下。

四、配置中分别使用了 ThreadPoolTaskExecutor 和 ThreadPoolExecutor,这两个有啥区别?

ThreadPoolTaskExecutor 是 spring core 包中的,而 ThreadPoolExecutor 是 JDK 中的 JUC。ThreadPoolTaskExecutor 是对 ThreadPoolExecutor 进行了封装。

Java 高并发编程实战,异步注解 @Async 自定义线程池_第2张图片

1、initialize()

查看一下 ThreadPoolTaskExecutor 的 initialize()方法

public abstract class ExecutorConfigurationSupport extends CustomizableThreadFactory

implements BeanNameAware, InitializingBean, DisposableBean {

...

/**

* Set up the ExecutorService.

*/

public void initialize() {

if (logger.isInfoEnabled()) {

logger.info("Initializing ExecutorService" + (this.beanName != null ? " '" + this.beanName + "'" : ""));

}

if (!this.threadNamePrefixSet && this.beanName != null) {

setThreadNamePrefix(this.beanName + "-");

}

this.executor = initializeExecutor(this.threadFactory, this.rejectedExecutionHandler);

}

/**

* Create the target {@link java.util.concurrent.ExecutorService} instance.

* Called by {@code afterPropertiesSet}.

* @param threadFactory the ThreadFactory to use

* @param rejectedExecutionHandler the RejectedExecutionHandler to use

* @return a new ExecutorService instance

* @see #afterPropertiesSet()

*/

protected abstract ExecutorService initializeExecutor(

ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler);

...

}

2、initializeExecutor 抽象方法

再查看一下 initializeExecutor 抽象方法的具体实现类,其中有一个就是 ThreadPoolTaskExecutor 类,查看它的 initializeExecutor 方法,使用的就是 ThreadPoolExecutor。

Java 高并发编程实战,异步注解 @Async 自定义线程池_第3张图片

public class ThreadPoolTaskExecutor extends ExecutorConfigurationSupport

implements AsyncListenableTaskExecutor, SchedulingTaskExecutor {

...

@Override

protected ExecutorService initializeExecutor(

ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {

BlockingQueue queue = createQueue(this.queueCapacity);

ThreadPoolExecutor executor;

if (this.taskDecorator != null) {

executor = new ThreadPoolExecutor(

this.corePoolSize, this.maxPoolSize, this.keepAliveSeconds, TimeUnit.SECONDS,

queue, threadFactory, rejectedExecutionHandler) {

@Override

public void execute(Runnable command) {

Runnable decorated = taskDecorator.decorate(command);

if (decorated != command) {

decoratedTaskMap.put(decorated, command);

}

super.execute(decorated);

}

};

}

else {

executor = new ThreadPoolExecutor(

this.corePoolSize, this.maxPoolSize, this.keepAliveSeconds, TimeUnit.SECONDS,

queue, threadFactory, rejectedExecutionHandler);

}

if (this.allowCoreThreadTimeOut) {

executor.allowCoreThreadTimeOut(true);

}

this.threadPoolExecutor = executor;

return executor;

}

...

}

因此可以了解到 ThreadPoolTaskExecutor 是对 ThreadPoolExecutor 进行了封装。

五、核心线程数

配置文件中的线程池核心线程数为何配置为

1.// 获取 CPU 的处理器数量

2.int curSystemThreads = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;

Runtime.getRuntime().availableProcessors()获取的是 CPU 核心线程数,也就是计算资源。

CPU 密集型,线程池大小设置为 N,也就是和 cpu 的线程数相同,可以尽可能地避免线程间上下文切换,但在实际开发中,一般会设置为 N+1,为了防止意外情况出现线程阻塞,如果出现阻塞,多出来的线程会继续执行任务,保证 CPU 的利用效率。

IO 密集型,线程池大小设置为 2N,这个数是根据业务压测出来的,如果不涉及业务就使用推荐。

在实际中,需要对具体的线程池大小进行调整,可以通过压测及机器设备现状,进行调整大小。

如果线程池太大,则会造成 CPU 不断的切换,对整个系统性能也不会有太大的提升,反而会导致系统缓慢。

六、线程池执行过程

Java 高并发编程实战,异步注解 @Async 自定义线程池_第4张图片

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