优化耗时业务：异步线程在微服务中的应用

大家好，我是程序员大猩猩。

大家都知道，在我们实际开发过程中，我们经常会遇到一些耗时的业务和逻辑，比如说要上传什么大文件，又或者是大文件的数据处理。我们不能一个接口上等着这些耗时任务完成之后了，再返回，那用户体验度会大打折扣的。

这时候，我们最基本的操作就是使用多线程处理或者是异步线程处理。这里我们说一下异步线程处理。

那么我们来说一下，微服务中如何使用异步线程呢？

一、使用 @Async 注解我们来看看它的源码：

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Async {
  /**
   * A qualifier value for the specified asynchronous operation(s).
   * <p>May be used to determine the target executor to be used when executing
   * the asynchronous operation(s), matching the qualifier value (or the bean
   * name) of a specific {@link java.util.concurrent.Executor Executor} or
   * {@link org.springframework.core.task.TaskExecutor TaskExecutor}
   * bean definition.
   * <p>When specified on a class-level {@code @Async} annotation, indicates that the
   * given executor should be used for all methods within the class. Method-level use
   * of {@code Async#value} always overrides any value set at the class level.
   * @since 3.1.2
   */
  String value() default "";
}

我们看到Async内，只有一个参数value，这个value的设置来确定异步线程指定线程池的名字。

当然这里我们可以不设置这个value，可以使用默认的。但是为什么要设置这个value,来指定线程池呢？因为指定线程是为了控制和管理异步任务。

a. 如果不指定线程池，Spring 默认使用 SimpleAsyncTaskExecutor，这不是一个真正的线程池，因为它为每个任务创建一个新的线程。这可能导致线程数量的快速增长，从而消耗大量系统资源。通过指定一个真正的线程池，如 ThreadPoolTaskExecutor，可以复用线程，减少资源消耗。b. 线程池可以提供更好的性能，因为它可以减少线程创建和销毁的开销。线程池中的线程可以被重复使用，而不是每次执行异步任务时都创建新的线程。

c. 通过为不同的服务或组件指定不同的线程池，可以实现线程隔离。这意味着如果一个服务出现异常或者需要大量时间来处理任务，它不会影响到其他服务的性能。d. 线程池提供了任务调度和管理的能力，比如设置核心线程数、最大线程数、队列容量等，这样可以更精细地控制任务的执行行为。e. 线程池通常提供了任务执行错误的处理机制，比如当任务执行失败时的重试策略。f. 线程池可以提供线程的运行状态和性能指标，这对于监控和调试应用程序是非常有用的。怎么设置线程池？

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;

@Configuration
public class ThreadPoolConfig {
    @Bean(name = "taskExecutor")
    public ThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(2); // 核心线程数
        executor.setMaxPoolSize(5); // 最大线程数
        executor.setQueueCapacity(10); // 队列容量
        executor.setThreadNamePrefix("Async-"); // 线程名称前缀
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

设置好线程池后，我们就可以在方法上使用@Async，开启异步线程了。

@Async("taskExecutor")
public void executeAsyncTask() {
    // 异步任务逻辑
}

最后要记住：在微服启动类之上，加入注释@EnableAsync就可以了。

@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class AsyncApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(AsyncApplication.class, args);
    }
}

二、使用 CompletableFuture

CompletableFuture 是 Java 8 引入的一个类，用于表示异步计算的结果。通过 CompletableFuture，我们可以很方便地实现异步操作，并且可以链式调用多个异步任务。

@Service
public class CompletableFutureService {
    public CompletableFuture<String> executeAsyncTask() {
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("执行异步任务：" + Thread.currentThread().getName());
            return "异步任务执行结果";
        });
    }
}

@RestController
public class CompletableFutureController {
    @Autowired
    private CompletableFutureService completableFutureService;
    @GetMapping("/completableFuture")
    public CompletableFuture<String> completableFuture() {
        return completableFutureService.executeAsyncTask();
    }
}三、组合使用 @Async 和 Future

我们可以通过 @Async 返回一个 Future 对象，以便在需要时获取异步任务的执行结果。

@Service
public class FutureService {

    @Async
    public Future<String> executeAsyncTask() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("执行异步任务：" + Thread.currentThread().getName());
        return new AsyncResult<>("异步任务执行结果");
    }
}

@RestController
public class FutureController {

    @Autowired
    private FutureService futureService;

    @GetMapping("/future")
    public String future() throws ExecutionException, InterruptedException {
        Future<String> future = futureService.executeAsyncTask();
        return "异步任务执行结果：" + future.get();
    }
}

本文介绍了在SpringBoot中使用异步线程的三种方式：使用@Async注解、CompletableFuture和@Async结合Future。在实际开发中，我们可以根据具体需求选择合适的异步实现方式，提高应用程序的性能和用户体验。