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
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");
}
}
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。
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。
public class ThreadPoolTaskExecutor extends ExecutorConfigurationSupport
implements AsyncListenableTaskExecutor, SchedulingTaskExecutor {
...
@Override
protected ExecutorService initializeExecutor(
ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler rejectedExecutionHandler) {
BlockingQueue
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
