【SpringBoot】20 同步调用、异步调用、异步回调

Git仓库

https://gitee.com/Lin_DH/system

介绍

同步调用：指程序在执行时，调用方需要等待函数调用返回结果后，才能继续执行下一步操作，是一种阻塞式调用。
异步调用：指程序在执行时，调用方在调用函数后立即返回，不需要等待函数调用返回结果，可以直接执行下一步操作，当函数执行完成后，会通过回调或其他方式通知调用方，得到返回结果。
回调：在调用一个函数后，需要在函数执行中或执行后，将执行结果或状态返回给调用者。

代码实现

第一步：启动类上添加 @EnableAsync 注解，开启异步功能。

@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class SystemApplication extends SpringBootServletInitializer {}

同步调用

第二步：添加同步调用业务逻辑
注：@Async 注解不能修饰的 static 修饰的函数，该类型的函数异步调用不会生效。

package com.lm.system.task;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Random;

/**
 * 同步调用
 * @author DUHAOLIN
 * @date 2024/10/17
 */
@Slf4j
@Component
public class SyncTask {

    public static Random random = new Random();

    public void one() throws InterruptedException {
        commonTask("一");
    }
    


    public void two() throws InterruptedException {
        commonTask("二");
    }

    public void three() throws InterruptedException {
        commonTask("三");
    }

    public void commonTask(String s) throws InterruptedException {
        log.info("开始执行任务" + s);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务" + s + "，耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
    }

}

第三步：测试类添加同步调用的测试方法

SystemApplicationTests.java

@Slf4j
@SpringBootTest(classes = SystemApplication.class)
class SystemApplicationTests {
    
    @Resource
    private SyncTask syncTask;

    @Test
    public void syncTest() throws InterruptedException {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        syncTask.one();
        syncTask.two();
        syncTask.three();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("任务总耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
    }
    
}

异步调用

第四步：添加异步调用业务逻辑

AsyncTask.java

/**
 * 异步调用
 * @author DUHAOLIN
 * @date 2024/10/17
 */
@Slf4j
@Component
public class AsyncTask {

    public static Random random = new Random();

    @Async
    public void one() throws InterruptedException {
        commonTask("一");
    }

    @Async
    public void two() throws InterruptedException {
        commonTask("二");
    }

    @Async
    public void three() throws InterruptedException {
        commonTask("三");
    }

    public void commonTask(String s) throws InterruptedException {
        log.info("开始执行任务" + s);
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务" + s + "，耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
    }

}

第五步：测试类添加异步调用的测试方法

SystemApplicationTests.java

@Resource
private AsyncTask asyncTask;

@Test
public void asyncTest() throws InterruptedException {
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    asyncTask.one();
    asyncTask.two();
    asyncTask.three();
    long endTime = System.currentTimeMillis();
    log.info("任务总耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
}

异步回调（常用）

第六步：添加异步回调业务逻辑

AsyncCallBackTask.java

package com.lm.system.task;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Random;

package com.lm.system.task;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

/**
 * 异步回调
 * @author DUHAOLIN
 * @date 2024/10/17
 */
@Slf4j
@Component
public class AsyncCallBackTask {

    public static Random random = new Random();

    @Async
    public CompletableFuture<String> one() throws InterruptedException {
        log.info("开始执行任务一");
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务一，耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
        return CompletableFuture.completedFuture("任务一执行完成");
    }

    @Async
    public CompletableFuture<String> two() throws InterruptedException {
        log.info("开始执行任务二");
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务二，耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
        return CompletableFuture.completedFuture("任务二执行完成");
    }

    @Async
    public CompletableFuture<String> three() throws InterruptedException {
        log.info("开始执行任务三");
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(random.nextInt(10000));
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任务三，耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
        return CompletableFuture.completedFuture("任务三执行完成");
    }

}

第七步：测试类添加异步回调的测试方法

SystemApplicationTests.java

@Resource
    private AsyncCallBackTask asyncCallBackTask;

    @Test
    public void asyncCallBackTaskTest() throws InterruptedException {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        CompletableFuture<String> one = asyncCallBackTask.one();
        CompletableFuture<String> two = asyncCallBackTask.two();
        CompletableFuture<String> three = asyncCallBackTask.three();
        CompletableFuture.allOf(one, two, three).join();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("任务总耗时：" + (endTime - startTime) + "毫秒");
    }

效果图

同步调用
在这里插入图片描述
异步调用
执行完异步调用，只有任务的部分相关输出，任务的执行顺序也是乱序的。
在这里插入图片描述
异步回调
在这里插入图片描述

异步任务线程池配置

介绍

当我们用异步调用或异步回调进行并发操作时，加速了任务的执行效率，但是如果只是直接简单的创建来使用，可能会碰到一些问题和风险。当接口被频繁调用，异步任务创建的数量达到一定量级，可能会导致内存溢出，此时我们就需要对创建异步任务的操作，加上线程池的相关配置。
在这里插入图片描述
queueCapacity：缓冲队列的容量，默认为INT的最大值（2的31次方-1）
maxSize：允许的最大线程数，默认为INT的最大值（2的31次方-1）

具体配置

在这里插入图片描述

application.yml

spring:
  task:
    execution:
      pool:
        core-size: 2 #线程池创建时的初始化线程数，默认为8
        max-size: 5 #线程池的最大线程数，默认为int最大值
        queue-capacity: 10 #用来缓冲执行任务的队列，默认为int最大值
        keep-alive: 60s #线程终止前允许保持空闲的时间，默认为60s
        allow-core-thread-timeout: true #是否允许核心线程超时
      shutdown:
        await-termination: false #是否等待剩余任务完成后才关闭应用
        await-termination-period: #等待剩余任务完成的最大时间
      thread-name-prefix: task- #线程名的前缀，设置好了之后可以方便我们在日志中查看处理任务所在的线程池

application.Properties

spring.task.execution.pool.core-size=2
spring.task.execution.pool.max-size=5
spring.task.execution.pool.queue-capacity=10
spring.task.execution.pool.keep-alive=60s
spring.task.execution.pool.allow-core-thread-timeout=true
spring.task.execution.shutdown.await-termination=false
spring.task.execution.shutdown.await-termination-period=
spring.task.execution.thread-name-prefix=task-

效果图

再次执行异步回调方法，得到如下效果图。
当前配置的初始化线程数为2，最大线程数为5，缓存队列为10，只有当缓存队列满且当前线程数小于最大线程数时，才会申请新的线程来执行任务（如：缓存队列为11，初始化线程数为2，最大线程数为5）。
在这里插入图片描述

项目结构图

在这里插入图片描述

参考资料

Spring Boot 2.x基础教程：使用@Async实现异步调用【https://www.didispace.com/spring-boot-2/8-3-async-1.html】
Spring Boot 2.x基础教程：配置@Async异步任务的线程池【https://www.didispace.com/spring-boot-2/8-3-async-2.html】

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