在Spring Boot中隔离@Async异步任务的线程池

在异步任务执行的时候，我们知道其背后都有一个线程池来执行任务，但是为了控制异步任务的并发不影响到应用的正常运作，我们需要对线程池做好相关的配置，以防资源过度使用。这个时候我们就考虑将线程池进行隔离了。

那么我们为啥要隔离@Async异步任务的线程池？

• 控制资源：通过隔离异步任务的线程池，可以更好地控制系统的资源使用。不同类型的异步任务可能对系统资源的需求不同，例如某些任务可能需要更多的线程数或更大的队列容量。通过隔离线程池，可以为每种类型的任务分配适当的资源，避免资源争用和过度消耗。

• 优化性能：隔离异步任务的线程池可以帮助优化系统的性能。如果所有的异步任务共享同一个线程池，当某个任务出现阻塞或执行时间过长时，可能会影响其他任务的执行。通过隔离线程池，可以确保每个任务都有独立的线程池资源，提高系统的并发能力和响应性能。

• 业务隔离：有时候，不同的业务逻辑可能需要不同的异步任务处理方式。通过隔离线程池，可以为每个业务逻辑定义独立的线程池，以满足不同业务的需求。例如，某些任务可能需要更高的优先级或更短的超时时间，而另一些任务可能需要更大的线程池容量。通过隔离线程池，可以更好地管理和调整每个业务逻辑的异步任务执行环境。

下面看一个demo：

demo

1. 创建自定义的线程池：首先，你可以创建一个自定义的线程池，用于处理@Async注解标记的异步任务。可以使用ThreadPoolTaskExecutor类来创建线程池。

   @Configuration
   @EnableAsync
   public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {
   
       @Bean(name = "asyncTaskExecutor")
       public Executor asyncTaskExecutor() {
           ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
           // 配置线程池属性
           executor.setCorePoolSize(10);
           executor.setMaxPoolSize(20);
           executor.setQueueCapacity(100);
           executor.setThreadNamePrefix("AsyncTask-");
           executor.initialize();
           return executor;
       }
   
       @Override
       public Executor getAsyncExecutor() {
           return asyncTaskExecutor();
       }
   }
   

   在上述示例中，我们创建了一个名为asyncTaskExecutor的线程池，并配置了核心线程数、最大线程数、队列容量等属性。

2. 在异步任务方法上指定线程池：接下来，你可以在需要异步执行的方法上使用@Async注解，并通过value属性指定要使用的线程池。

   @Service
   public class MyService {
   
      @Async("asyncTaskExecutor")
      public void asyncMethod() {
          // 异步任务的具体逻辑
      }
   }
   

   在上述示例中，我们使用@Async("asyncTaskExecutor")注解将asyncMethod()方法标记为异步任务，并指定了使用名为asyncTaskExecutor的线程池。

实际案例

记得在启动类中添加@EnableAsync注解呀

我们来初始化多个线程池：

@EnableAsync
@Configuration
public class TaskPoolConfig {

    @Bean
    public Executor taskExecutor1() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(2);
        executor.setMaxPoolSize(2);
        executor.setQueueCapacity(10);
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        //使用线程名前缀，可以用来观察顺序
        executor.setThreadNamePrefix("executor-1-");
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        return executor;
    }

    @Bean
    public Executor taskExecutor2() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(2);
        executor.setMaxPoolSize(2);
        executor.setQueueCapacity(10);
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        executor.setThreadNamePrefix("executor-2-");
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        return executor;
    }
}

接下来创建一个异步任务，然后指定要使用线程池名字。

@Slf4j
@Component
public class AsyncTasks {

    public static Random random = new Random();

    @Async("taskExecutor1")
    public CompletableFuture<String> doTaskOne(String taskNo) throws Exception {
        log.info("开始任务：{}", taskNo);
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务：{}，耗时：{} 毫秒", taskNo, end - start);
        return CompletableFuture.completedFuture("任务完成");
    }

    @Async("taskExecutor2")
    public CompletableFuture<String> doTaskTwo(String taskNo) throws Exception {
        log.info("开始任务：{}", taskNo);
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务：{}，耗时：{} 毫秒", taskNo, end - start);
        return CompletableFuture.completedFuture("任务完成");
    }

}

创建一个测试类：

@Slf4j
@SpringBootTest
public class ApplicationTests {

    @Autowired
    private AsyncTasks asyncTasks;

    @Test
    public void test() throws Exception {
        long start = System.currentTimeMillis();

        // 线程池1
        CompletableFuture<String> task1 = asyncTasks.doTaskOne("1");
        CompletableFuture<String> task2 = asyncTasks.doTaskOne("2");
        CompletableFuture<String> task3 = asyncTasks.doTaskOne("3");

        // 线程池2
        CompletableFuture<String> task4 = asyncTasks.doTaskTwo("4");
        CompletableFuture<String> task5 = asyncTasks.doTaskTwo("5");
        CompletableFuture<String> task6 = asyncTasks.doTaskTwo("6");

        // 一起执行
        CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3, task4, task5, task6).join();

        long end = System.currentTimeMillis();

        log.info("任务全部完成，总耗时：" + (end - start) + "毫秒");
    }

}

在上面的单元测试中，一共启动了6个异步任务，前三个用的是线程池1，后三个用的是线程池2。

先不执行，根据设置的核心线程2和最大线程数2，我们来猜猜线程的执行顺序。

• 线程池1的三个任务，task1和task2会先获得执行线程，然后task3因为没有可分配线程进入缓冲队列

• 线程池2的三个任务，task4和task5会先获得执行线程，然后task6因为没有可分配线程进入缓冲队列

• 任务task3会在task1或task2完成之后，开始执行

• 任务task6会在task4或task5完成之后，开始执行

执行结果：

通过以上步骤，你可以实现对@Async异步任务的线程池进行隔离。这样可以根据需要创建多个线程池，并为不同的异步任务指定不同的线程池，以实现任务之间的隔离和资源控制。通过隔离@Async异步任务的线程池，可以实现对系统资源的控制、性能的优化和业务逻辑的隔离。这样可以提高系统的稳定性、可伸缩性和灵活性，更好地满足不同业务场景下的需求。