Spring @Async异步调用（异步线程池）

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。

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。关于TaskExecutor可看：http://www.cnblogs.com/wihainan/p/6098970.html

Spring提供了@Async来使用异步方法。

在spring boot应用中使用@Async很简单：

1、启动类加上@EnableAsync

2、在需要被异步调用的方法外加上@Async

第二种使用@Async的方式是通过xml配置，后面有说到。

一、异步线程池TaskExecutor

其实质还是java.util.concurrent.Executor

Spring 已经实现的异步线程池：
1. SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程。
2. SyncTaskExecutor：这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作。只适用于不需要多线程的地方
3. ConcurrentTaskExecutor：Executor的适配类，不推荐使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不满足要求时，才用考虑使用这个类
4. SimpleThreadPoolTaskExecutor：是Quartz的SimpleThreadPool的类。线程池同时被quartz和非quartz使用，才需要使用此类
5. ThreadPoolTaskExecutor ：最常使用，推荐。其实质是对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包装

二、@Async

spring对过@Async定义异步任务

异步的方法有3种
1. 最简单的异步调用，返回值为void
2. 带参数的异步调用异步方法可以传入参数
3. 异步调用返回Future

@Component
public class AsyncDemo {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncDemo.class);

    /**
     * 最简单的异步调用，返回值为void
     */
    @Async
    public void asyncInvokeSimplest() {
        log.info("asyncSimplest");
    }

    /**
     * 带参数的异步调用 异步方法可以传入参数
     * 
     * @param s
     */
    @Async
    public void asyncInvokeWithParameter(String s) {
        log.info("asyncInvokeWithParameter, parementer={}", s);
    }

    /**
     * 异步调用返回Future
     * 
     * @param i
     * @return
     */
    @Async
    public Future<String> asyncInvokeReturnFuture(int i) {
        log.info("asyncInvokeReturnFuture, parementer={}", i);
        Future<String> future;
        try {
            Thread.sleep(1000 * 1);
            future = new AsyncResult<String>("success:" + i);
        } catch (InterruptedException e) {
            future = new AsyncResult<String>("error");
        }
        return future;
    }

}

以上的异步方法和普通的方法调用相同

asyncDemo.asyncInvokeSimplest();
asyncDemo.asyncInvokeWithException("test");
Future<String> future = asyncDemo.asyncInvokeReturnFuture(100);
System.out.println(future.get());

三、Spring 开启异步配置

Spring有两种方法启动配置
1. 注解：@EnableAsync
2. XML

1、通过注解开启异步

1. 在启动类处加上@EnableAsync
2. public AsyncTaskExecutor taskExecutor() 方法用于自定义自己的线程池，线程池前缀”Anno-Executor”。如果不定义，则使用系统默认的线程池。

@SpringBootApplication
@EnableAsync // 启动异步调用
public class AsyncApplicationWithAnnotation {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncApplicationWithAnnotation.class);

    /**
     * 自定义异步线程池
     * @return
     */
    @Bean
    public AsyncTaskExecutor taskExecutor() {  
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); 
        executor.setThreadNamePrefix("Anno-Executor");
        executor.setMaxPoolSize(10);  

        // 设置拒绝策略
        executor.setRejectedExecutionHandler(new RejectedExecutionHandler() {
            @Override
            public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
                // .....
            }
        });
        // 使用预定义的异常处理类
        // executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

        return executor;  
    } 

    public static void main(String[] args) {
        log.info("Start AsyncApplication.. ");
        SpringApplication.run(AsyncApplicationWithAnnotation.class, args);
    }
}

2、通过XML实现

Bean文件配置: spring_async.xml
1. 线程的前缀为xmlExecutor
2. 启动异步线程池配置

<!-- 等价于 @EnableAsync， executor指定线程池 -->
    <task:annotation-driven executor="xmlExecutor"/>
    <!-- id指定线程池产生线程名称的前缀 -->
    <task:executor
        id="xmlExecutor"
        pool-size="5-25"
        queue-capacity="100"
        keep-alive="120"
        rejection-policy="CALLER_RUNS"/>

启动类导入xml文件

@SpringBootApplication
@ImportResource("classpath:/async/spring_async.xml")
public class AsyncApplicationWithXML {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncApplicationWithXML.class);

    public static void main(String[] args) {
        log.info("Start AsyncApplication.. ");
        SpringApplication.run(AsyncApplicationWithXML.class, args);
    }
}

四、对异步方法的异常处理

在调用方法时，可能出现方法中抛出异常的情况。在异步中主要有有两种异常处理方法：
1. 对于方法返回值是Futrue的异步方法: a) 一种是在调用future的get时捕获异常; b) 在异常方法中直接捕获异常
2. 对于返回值是void的异步方法：通过AsyncUncaughtExceptionHandler处理异常

AsyncExceptionDemo：

@Component
public class AsyncExceptionDemo {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AsyncExceptionDemo.class);

    /**
     * 最简单的异步调用，返回值为void
     */
    @Async
    public void asyncInvokeSimplest() {
        log.info("asyncSimplest");
    }

    /**
     * 带参数的异步调用 异步方法可以传入参数
     *  对于返回值是void，异常会被AsyncUncaughtExceptionHandler处理掉
     * @param s
     */
    @Async
    public void asyncInvokeWithException(String s) {
        log.info("asyncInvokeWithParameter, parementer={}", s);
        throw new IllegalArgumentException(s);
    }

    /**
     * 异常调用返回Future
     *  对于返回值是Future，不会被AsyncUncaughtExceptionHandler处理，需要我们在方法中捕获异常并处理
     *  或者在调用方在调用Futrue.get时捕获异常进行处理
     * 
     * @param i
     * @return
     */
    @Async
    public Future<String> asyncInvokeReturnFuture(int i) {
        log.info("asyncInvokeReturnFuture, parementer={}", i);
        Future<String> future;
        try {
            Thread.sleep(1000 * 1);
            future = new AsyncResult<String>("success:" + i);
            throw new IllegalArgumentException("a");
        } catch (InterruptedException e) {
            future = new AsyncResult<String>("error");
        } catch(IllegalArgumentException e){
            future = new AsyncResult<String>("error-IllegalArgumentException");
        }
        return future;
    }

}

实现AsyncConfigurer接口对异常线程池更加细粒度的控制
a) 创建线程自己的线程池
b) 对void方法抛出的异常处理的类AsyncUncaughtExceptionHandler

/**
 * 通过实现AsyncConfigurer自定义异常线程池，包含异常处理
 * 
 * @author hry
 *
 */
@Service
public class MyAsyncConfigurer implements AsyncConfigurer{
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(MyAsyncConfigurer.class);

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor threadPool = new ThreadPoolTaskExecutor();  
        threadPool.setCorePoolSize(1);  
        threadPool.setMaxPoolSize(1);  
        threadPool.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);  
        threadPool.setAwaitTerminationSeconds(60 * 15);  
        threadPool.setThreadNamePrefix("MyAsync-");
        threadPool.initialize();
        return threadPool;  
    }

    @Override
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
         return new MyAsyncExceptionHandler();  
    }

    /**
     * 自定义异常处理类
     * @author hry
     *
     */
    class MyAsyncExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {  

        @Override  
        public void handleUncaughtException(Throwable throwable, Method method, Object... obj) {  
            log.info("Exception message - " + throwable.getMessage());  
            log.info("Method name - " + method.getName());  
            for (Object param : obj) {  
                log.info("Parameter value - " + param);  
            }  
        }  

    } 

}

五、@Async调用中的事务处理机制

在@Async标注的方法，同时也适用了@Transactional进行了标注；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.

例如：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。

参考资料：

https://blog.csdn.net/hry2015/article/details/67640534

https://www.cnblogs.com/wihainan/p/6516858.html