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注解@Async解决异步调用问题

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序言：Spring中@Async

根据Spring的文档说明，默认采用的是单线程的模式的。所以在Java应用中，绝大多数情况下都是通过同步的方式来实现交互处理的。

那么当多个任务的执行势必会相互影响。例如，如果A任务执行时间比较长，那么B任务必须等到A任务执行完毕后才会启动执行。又如在处理与第三方系统交互的时候，容易造成响应迟缓的情况，之前大部分都是使用多线程来完成此类任务，其实，在 spring3.x 之后，已经内置了@Async来完美解决这个问题。

1. 何为异步调用？

在解释之前，我们先来看二者的定义：

同步调用：顺序执行，需等待上一个任务执行完毕

就是整个处理过程顺序执行，当各个过程都执行完毕，并返回结果。

异步调用：接收到指令就执行，无需等待

则是只是发送了调用的指令，调用者无需等待被调用的方法完全执行完毕；而是继续执行下面的流程。

例如， 在某个调用中，需要顺序调用A,B,C三个过程方法：

如他们都是同步调用，则需要将他们都顺序执行完毕之后，方算作过程执行完毕；如B为一个异步的调用方法，则在执行完A之后，调用B，并不等待B完成，而是执行开始调用C，待C执行完毕之后，就意味着这个过程执行完毕了。

如图所示：

2. 常规的异步调用处理方式

在Java中，一般在处理类似的场景之时，都是基于创建独立的线程去完成相应的异步调用逻辑，通过主线程和不同的线程之间的执行流程，从而在启动独立的线程之后，主线程继续执行而不会产生停滞等待的情况。或是使用TaskExecutor执行异步线程，参看http://www.cnblogs.com/wihainan/p/6098970.html

3. 如何在Spring中启用@Async？

3.0、@Async介绍

在Spring中，基于@Async标注的方法，称之为异步方法；这些方法在执行的时候，将会在独立的线程中被执行，调用者无需等待它的完成，即可继续其他的操作。

3.1、启用 @Async 注解

3.1.1、基于Java配置的启用方式： 

@Configuration

@EnableAsync

public class SpringAsyncConfig { ... }

3.1.2、基于SpringBoot配置的启用方式： 

@SpringBootApplication

@EnableAsync

public class SpringBootApplication {

    public static void main(String[] args) {

        SpringApplication.run(SpringBootApplication.class, args);

    }

}

3.2、使用 @Async 注解，声明方法为异步调用

3.2.0、在无返回值方法上使用：

在方法上申明为异步调用方法即可 

    @Async //标注使用

    public void downloadFile() throws Exception { ... }

3.2.1、在有返回值方法上使用： 

@Async

public Future<String> asyncMethodWithReturnType() {

    System.out.println("Execute method asynchronously - "  + Thread.currentThread().getName());

    try {

        Thread.sleep(5000);

        return new AsyncResult<String>("hello world !!!!");

    } catch (InterruptedException e) {

        //

    }  

    return null;

}

以上示例可以发现，返回的数据类型为Future类型，其为一个接口。具体的结果类型为AsyncResult,这个是需要注意的地方。

调用返回结果的异步方法示例: 

public void testAsyncAnnotationForMethodsWithReturnType()

   throws InterruptedException, ExecutionException {

    System.out.println("Invoking an asynchronous method. "   + Thread.currentThread().getName());

    Future<String> future = asyncAnnotationExample.asyncMethodWithReturnType();  

    while (true) {  ///这里使用了循环判断，等待获取结果信息

        if (future.isDone()) {  //判断是否执行完毕

            System.out.println("Result from asynchronous process - " + future.get());

            break;

        }

        System.out.println("Continue doing something else. ");

        Thread.sleep(1000);

    }

}

这些获取异步方法的结果信息，是通过不停的检查Future的状态来获取当前的异步方法是否执行完毕来实现的。

4. 基于@Async调用中的异常处理机制

在异步方法中，如果出现异常，对于调用者caller而言，是无法感知的。如果确实需要进行异常处理，则按照如下方法来进行处理：

  • 自定义实现AsyncTaskExecutor的任务执行器

    在这里定义处理具体异常的逻辑和方式。
  • 配置由自定义的TaskExecutor替代内置的任务执行器

    示例步骤1，自定义的TaskExecutor 
public class ExceptionHandlingAsyncTaskExecutor implements AsyncTaskExecutor {

    private AsyncTaskExecutor executor;

    public ExceptionHandlingAsyncTaskExecutor(AsyncTaskExecutor executor) {

        this.executor = executor;

     }

      ////用独立的线程来包装，@Async其本质就是如此

    public void execute(Runnable task) {

      executor.execute(createWrappedRunnable(task));

    }

    public void execute(Runnable task, long startTimeout) {

        /用独立的线程来包装，@Async其本质就是如此

       executor.execute(createWrappedRunnable(task), startTimeout);

    }

    public Future submit(Runnable task) { return executor.submit(createWrappedRunnable(task));

       //用独立的线程来包装，@Async其本质就是如此。

    }

    public Future submit(final Callable task) {

      //用独立的线程来包装，@Async其本质就是如此。

       return executor.submit(createCallable(task));

    }   

    private Callable createCallable(final Callable task) {

        return new Callable() {

            public T call() throws Exception {

                 try {

                     return task.call();

                 } catch (Exception ex) {

                     handle(ex);

                     throw ex;

                   }

                 }

        };

    }  

    private Runnable createWrappedRunnable(final Runnable task) {

         return new Runnable() {

             public void run() {

                 try {

                     task.run();

                  } catch (Exception ex) {

                     handle(ex);

                   }

            }

        };

    }

    private void handle(Exception ex) {

      //具体的异常逻辑处理的地方

      System.err.println("Error during @Async execution: " + ex);

    }

}

分析： 可以发现其是实现了AsyncTaskExecutor, 用独立的线程来执行具体的每个方法操作。在createCallable和createWrapperRunnable中，定义了异常的处理方式和机制。

handle() 就是未来我们需要关注的异常处理的地方。

xml配置文件中的内容： 

<task:annotation-driven executor="exceptionHandlingTaskExecutor" scheduler="defaultTaskScheduler" />

<bean id="exceptionHandlingTaskExecutor" class="nl.jborsje.blog.examples.ExceptionHandlingAsyncTaskExecutor">

    <constructor-arg ref="defaultTaskExecutor" />

</bean>

<task:executor id="defaultTaskExecutor" pool-size="5" />

<task:scheduler id="defaultTaskScheduler" pool-size="1" />

也可以使用注解的形式将其配置注册到bean中。

5. @Async调用中的事务处理机制

在 @Async 标注的方法，同时也使用 @Transactional 进行标注；在其调用数据库操作之时，将无法产生事务管理的控制，原因就在于其是基于异步处理的操作。

那该如何给这些操作添加事务管理呢？

可以将需要事务管理操作的方法放置到异步方法内部，在内部被调用的方法上添加 @Transactional

示例：

方法A， 使用了 @Async / @Transactional 来标注，但是无法产生事务控制的目的。

方法B， 使用了 @Async 来标注，B中调用了C、D，C/D分别使用 @Transactional 做了标注，则可实现事务控制的目的。

6. 参考文章：

[1]、https://www.cnblogs.com/wihainan/p/6516858.html

[2]、http://www.cnblogs.com/wihainan/p/6098970.html

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