Spring Boot + @Async 太好用了,助你大大提升 API 并发能力!(spring @async 使用)

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来源:https://developer.aliyun.com/article/694020

  异步调用几乎是处理高并发Web应用性能问题的万金油,那么什么是“异步调用”?

  “异步调用”对应的是“同步调用”,同步调用指程序按照定义顺序依次执行,每一行程序都必须等待上一行程序执行完成之后才能执行;异步调用指程序在顺序执行时,不等待异步调用的语句返回结果就执行后面的程序。

  下面通过一个简单示例来直观的理解什么是同步调用:

  定义Task类,创建三个处理函数分别模拟三个执行任务的操作,操作消耗时间随机取(10秒内)

  

@Component

 

  public class Task {

   public static Random random =new Random();

   public void doTaskOne() throws Exception {

   System.out.println("开始做任务一");

   long start = System.currentTimeMillis();

   Thread.sleep(random.nextInt(10000));

   long end = System.currentTimeMillis();

   System.out.println("完成任务一,耗时:" + (end - start) + "毫秒");

   public void doTaskTwo() throws Exception {

   System.out.println("开始做任务二");

   long start = System.currentTimeMillis();

   Thread.sleep(random.nextInt(10000));

   long end = System.currentTimeMillis();

   System.out.println("完成任务二,耗时:" + (end - start) + "毫秒");

   public void doTaskThree() throws Exception {

   System.out.println("开始做任务三");

   long start = System.currentTimeMillis();

   Thread.sleep(random.nextInt(10000));

   long end = System.currentTimeMillis();

   System.out.println("完成任务三,耗时:" + (end - start) + "毫秒");

  

 

  在单元测试用例中,注入Task对象,并在测试用例中执行doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三个函数。

  

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)

 

  @SpringApplicationConfiguration(classes = Application.class)

  public class ApplicationTests {

   @Autowired

   private Task task;

   @Test

   public void test() throws Exception {

   task.doTaskOne();

   task.doTaskTwo();

   task.doTaskThree();

  

 

  执行单元测试,可以看到类似如下输出:

  

开始做任务一

 

  完成任务一,耗时:4256毫秒

  开始做任务二

  完成任务二,耗时:4957毫秒

  开始做任务三

  完成任务三,耗时:7173毫秒

  

 

  任务一、任务二、任务三顺序的执行完了,换言之doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三个函数顺序的执行完成。

  上述的同步调用虽然顺利的执行完了三个任务,但是可以看到执行时间比较长,若这三个任务本身之间不存在依赖关系,可以并发执行的话,同步调用在执行效率方面就比较差,可以考虑通过异步调用的方式来并发执行。

  在Spring Boot中,我们只需要通过使用@Async注解就能简单的将原来的同步函数变为异步函数,Task类改在为如下模式:

  

@Component

 

  public class Task {

   @Async

   public void doTaskOne() throws Exception {

   // 同上内容,省略

   @Async

   public void doTaskTwo() throws Exception {

   // 同上内容,省略

   @Async

   public void doTaskThree() throws Exception {

   // 同上内容,省略

  

 

  为了让@Async注解能够生效,还需要在Spring Boot的主程序中配置@EnableAsync,如下所示:

  

@SpringBootApplication

 

  @EnableAsync

  public class Application {

   public static void main(String[] args) {

   SpringApplication.run(Application.class, args);

  

 

  此时可以反复执行单元测试,您可能会遇到各种不同的结果,比如:

  没有任何任务相关的输出

  有部分任务相关的输出

  乱序的任务相关的输出

  原因是目前doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三个函数的时候已经是异步执行了。主程序在异步调用之后,主程序并不会理会这三个函数是否执行完成了,由于没有其他需要执行的内容,所以程序就自动结束了,导致了不完整或是没有输出任务相关内容的情况。

  注:@Async所修饰的函数不要定义为static类型,这样异步调用不会生效

  为了让doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree能正常结束,假设我们需要统计一下三个任务并发执行共耗时多少,这就需要等到上述三个函数都完成调动之后记录时间,并计算结果。

  那么我们如何判断上述三个异步调用是否已经执行完成呢?我们需要使用Future来返回异步调用的结果,就像如下方式改造doTaskOne函数:

  

@Async

 

  public Future String doTaskOne() throws Exception {

   System.out.println("开始做任务一");

   long start = System.currentTimeMillis();

   Thread.sleep(random.nextInt(10000));

   long end = System.currentTimeMillis();

   System.out.println("完成任务一,耗时:" + (end - start) + "毫秒");

   return new AsyncResult ("任务一完成");

  

 

  按照如上方式改造一下其他两个异步函数之后,下面我们改造一下测试用例,让测试在等待完成三个异步调用之后来做一些其他事情。

  

@Test

 

  public void test() throws Exception {

   long start = System.currentTimeMillis();

   Future String task1 = task.doTaskOne();

   Future String task2 = task.doTaskTwo();

   Future String task3 = task.doTaskThree();

   while(true) {

   if(task1.isDone() task2.isDone() task3.isDone()) {

   // 三个任务都调用完成,退出循环等待

   break;

   Thread.sleep(1000);

   long end = System.currentTimeMillis();

   System.out.println("任务全部完成,总耗时:" + (end - start) + "毫秒");

  

 

  看看我们做了哪些改变:

  在测试用例一开始记录开始时间

  在调用三个异步函数的时候,返回Future类型的结果对象

  在调用完三个异步函数之后,开启一个循环,根据返回的Future对象来判断三个异步函数是否都结束了。若都结束,就结束循环;若没有都结束,就等1秒后再判断。

  跳出循环之后,根据结束时间 - 开始时间,计算出三个任务并发执行的总耗时。

  执行一下上述的单元测试,可以看到如下结果:

  

开始做任务一

 

  开始做任务二

  开始做任务三

  完成任务三,耗时:37毫秒

  完成任务二,耗时:3661毫秒

  完成任务一,耗时:7149毫秒

  任务全部完成,总耗时:8025毫秒

  

 

  可以看到,通过异步调用,让任务一、二、三并发执行,有效的减少了程序的总运行时间。

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