浅谈java开启异步线程的几种方法(@Async,AsyncManager,线程池)

整体描述

在java中异步线程很重要，比如在业务流处理时，需要通知硬件设备，发短信通知用户，或者需要上传一些图片资源到其他服务器这种耗时的操作，在主线程里处理会阻塞整理流程，而且我们也不需要等待处理结果之后再进行下一步操作，这时候就可以使用异步线程进行处理，这样主线程不会因为这些耗时的操作而阻塞，保证主线程的流程可以正常进行。
最近在项目中使用了很多线程的操作，在这做个记录。

实现方法

线程的操作，是java中最重要的部分之一，实现线程操作也有很多种方法，这里仅介绍几种常用的。在springboot框架中，可以使用注解简单实现线程的操作，还有AsyncManager的方式，如果需要复杂的线程操作，可以使用线程池实现。下面根据具体方法进行介绍。

一、注解@Async

springboot框架的注解，使用时也有一些限制，这个在网上也有很多介绍，@Async注解不能在类本身直接调用，在springboot框架中，可以使用单独的Service实现异步方法，然后在其他的类中调用该Service中的异步方法即可，具体如下：

1. 添加注解

在springboot的config中添加 @EnableAsync注解，开启异步线程功能

package com.thcb.boot.config;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;

/**
 * MyConfig
 *
 * @author thcb
 */

@Configuration
@EnableAsync
public class MyConfig {
    // 自己配置的Config
}

2. 创建异步方法Service和实现类

使用service实现耗时的方法
Service类：

package com.thcb.execute.service;

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;

/**
 * IExecuteService
 *
 * @author thcb
 */
public interface IExecuteService {

    /**
     * 一些耗时的操作，使用单独线程处理
     * 这里就简单写了一个sleep5秒的操作
     */
    @Async
    public void sleepingTest();
}

Service实现类：

package com.thcb.execute.service.impl;

import com.thcb.execute.service.IExecuteService;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * ExecuteService业务层处理
 *
 * @author thcb
 */
@Service
public class ExecuteServiceImpl implements IExecuteService {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ExecuteServiceImpl.class);

    @Override
    public void sleepingTest() {
        log.info("SleepingTest start");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (Exception e) {
            log.error("SleepingTest:" + e.toString());
        }
        log.info("SleepingTest end");
    }
}

3. 调用异步方法

这里根据Springboot的框架，在controller层调用，并使用log查看是否时异步结果。
controller：

package com.thcb.boot.controller;

import com.thcb.execute.service.IExecuteService;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

/**
 * TestController
 *
 * @author thcb
 */
@RestController
public class TestController {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(TestController.class);

    @Autowired
    private IExecuteService executeService;

    @RequestMapping("/test")
    public String test() {
        return "spring boot";
    }

    @RequestMapping("/executeTask")
    public String executeTask() {

        log.info("executeTask Start!");
        executeService.sleepingTest();
        log.info("executeTask End!");
        return "executeTask";
    }
}

在log查看结果：

接口直接返回了executeTask，并log出executeTask End！在5秒之后，log打出SleepingTest end，说明使用了异步线程处理了executeService.sleepingTest的方法。

二、AsyncManager

使用AsyncManager方法，也是SpringBoot框架中带的任务管理器，可以实现异步线程。

1. 创建AsyncManager类

使用AsyncManager首先需要创建一个AsyncManager类，这个在springboot框架中应该也是有的：

/**
 * 异步任务管理器
 *
 * @author thcb
 */
public class AsyncManager {
    /**
     * 操作延迟10毫秒
     */
    private final int OPERATE_DELAY_TIME = 10;

    /**
     * 异步操作任务调度线程池
     */
    private ScheduledExecutorService executor = SpringUtils.getBean("scheduledExecutorService");

    /**
     * 单例模式
     */
    private AsyncManager() {
    }

    private static AsyncManager me = new AsyncManager();

    public static AsyncManager me() {
        return me;
    }

    /**
     * 执行任务
     *
     * @param task 任务
     */
    public void execute(TimerTask task) {
        executor.schedule(task, OPERATE_DELAY_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    /**
     * 停止任务线程池
     */
    public void shutdown() {
        Threads.shutdownAndAwaitTermination(executor);
    }
}

2. 创建一个耗时的操作类

这里同样需要创建一个耗时的操作，也是用sleep模拟：

    public TimerTask sleepingTest() {
        return new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
            	// 耗时操作
            	try {
                	Thread.sleep(5000);
        		} catch (Exception e) {
            		log.error("SleepingTest:" + e.toString());
        		}
            }
        };
    }

3. 执行异步操作

使用AsyncManager执行异步操作也比较简单，直接调用即可：

	// 异步线程池
    AsyncManager.me().execute(sleepingTest());

三、线程池

使用线程池可以设定更多的参数，线程池在网上也有很多详细的介绍，在这我只介绍一种，带拒绝策略的线程池。

1. 创建线程池

创建带有拒绝策略的线程池，并设定核心线程数，最大线程数，队列数和超出核心线程数量的线程存活时间：

    /**
     * 线程池信息： 核心线程数量5，最大数量10，队列大小20，超出核心线程数量的线程存活时间：30秒， 指定拒绝策略的
     */
    private static final ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 30, TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingQueue<Runnable>(20), new RejectedExecutionHandler() {
        @Override
        public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
            log.error("有任务被拒绝执行了");
        }
    });

2. 创建一个耗时的操作类

由于线程池需要传入一个Runnable，所以此类继承Runnable，还是用sleep模拟耗时操作。

    /**
     * 耗时操作
     */
    static class MyTask implements Runnable {
        private int taskNum;

        public MyTask(int num) {
            this.taskNum = num;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("正在执行task " + taskNum);
            try {
                Thread.sleep(4000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("task " + taskNum + "执行完毕");
        }
    }

3. 执行线程池

开启线程池，这里通过一个for循环模拟一下，可以看一下log输出，有兴趣的可以修改一下for循环和sleep的数值，看看线程池具体的操作和拒绝流程。

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            MyTask myTask = new MyTask(i);
            threadPoolExecutor.execute(myTask);
            System.out.println("线程池中线程数目：" + threadPoolExecutor.getPoolSize() + "，队列中等待执行的任务数目：" +
                    threadPoolExecutor.getQueue().size() + "，已执行完别的任务数目：" + threadPoolExecutor.getCompletedTaskCount());
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();

总结

在此写一些线程操作需要注意的地方：

1. 线程数量和cpu有关，使用线程时一定要注意线程的释放，否则会导致cpu线程数量耗尽；
2. 使用注解完成的线程操作，不可以在自己的类中实现调用，因为注解最后也是通过代理的方式完成异步线程的，最好时在单独的一个service中写；
3. 线程池最好单独写，使用static和final修饰，保证所有使用该线程池的地方使用的是一个线程池，而不能每次都new一个线程池出来，每次都new一个就没有意义了。

以上就是三种线程池的操作，写的不算很详细，有兴趣的同学可以自己在深入研究一下，还有Java8新加的CompletableFuture，可以单独写一篇文章了，在此篇就不再介绍了:)