SpringBoot线程池ThreadPoolTaskExecutor和@Async异步方法浅解及代码应用示例

线程池执行顺序

线程池配置策略

Spring线程池的配置类：

Spring有、无返回值的异步调用示例

自定义的异步方法类代码：

测试类代码

常见问题：

参考文章：

线程池执行顺序

核心线程数（CorePoolSize） ---> 全部被占用 ----> 剩余线程任务放入阻塞队列 ----> 队列全部被占用 ----> 根据最大线程数（MaxPoolSize）扩充线程数量 ----> 全部线程和队列都被占用 ----> 执行拒绝策略（舍弃并报错，舍弃但不报错，丢给调用方的线程执行等。。）

线程池配置策略

首先要了解自己本机或服务器的物理核心数，线程数设置太大会导致线程不停地切换，并不是真正意义上的并行。

（1）高并发、任务执行时间短的业务，线程池线程数可以设置为CPU核数+1，减少线程上下文的切换，可以将阻塞队列设置大一点，最大线程数与核心线程数相当，这样可以避免创建太多的线程。 （2）并发不高、任务执行时间长的业务要区分开看： a、假如是业务时间长集中在IO操作上，也就是IO密集型的任务，因为IO操作并不占用CPU，所以不要让CPU闲下来，可以加大线程池中的线程数目，让CPU处理更多的业务 b、假如是业务时间长集中在计算操作上，也就是计算密集型任务，这个就没办法了，和 （1） 一样吧，线程池中的线程数设置得少一些，减少线程上下文的切换

Spring线程池的配置类：

举例了两种不同的线程池策略，在注入时需要标明bean的name属性，即可调用具体的线程池。

注：不同业务不要混用同一种线程池策略，应该单独配置适合业务的配置，

同一台服务器中的微服务的线程池总数不能太多，

最大线程数必须大于等于核心线程数，否则会报错。

package com.example.jucdemo.config;import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;@Configuration
@EnableAsync
public class ThreadPoolTaskConfig {// 低并发，IO耗时长的策略@Bean(name = "myExecutor")public ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor(){ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();// 较大核心线程数executor.setCorePoolSize(20);executor.setMaxPoolSize(100);executor.setKeepAliveSeconds(60);executor.setQueueCapacity(30);// 设置线程池内线程名称的前缀executor.setThreadNamePrefix("IO-threadPool-");//设置任务的拒绝策略executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());//初始化executor.initialize();return executor;}// 高并发，耗时短的策略@Bean(name = "concurrencyExecutor")public ThreadPoolTaskExecutor concurrencyExecutor(){ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();// 小核心线程数executor.setCorePoolSize(5);executor.setMaxPoolSize(5);executor.setKeepAliveSeconds(2);// 大阻塞队列executor.setQueueCapacity(500);// 设置线程池内线程名称的前缀executor.setThreadNamePrefix("concurrency-threadPool-");// 设置任务的拒绝策略executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());// 初始化executor.initialize();return executor;}
}

Spring有、无返回值的异步调用示例

无返回值的较为简单，直接把耗时的任务设置为异步方法，丢给线程池执行。

有返回值的需要异步方法返回的是 Future<> 接口，

一般return new AsyncResult<>（result），将真正的结果传入。AsyncResult实现了ListenableFuture接口，而后者又继承了Future接口。

在需要其结果时调用 future.get（）方法即可将结果取出，get（）方法会阻塞当前线程，等待异步方法的返回值。

直接用 threadPoolTaskExecutor.excute(Runnable task)或.submit(Runnable task)来执行无返回值的异步方法。

用 .submit(Callable task) 方法执行有返回值的异步方法。这里的Runnable和Callable都是函数式接口，只有一个抽象方法，因此建议使用lamda表达式写法更为简洁。

具体见下面的代码示例。

自定义的异步方法类代码：

其中的 @Async 注解可在类或方法上标注，分别用来标记一个类下的所有方法为异步方法，或标记一个具体的方法为异步方法，可传入具体使用的线程池的bean的名字。

package com.example.jucdemo.service;import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.scheduling.annotation.AsyncResult;
import org.springframework.stereotype.Service;import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.FutureTask;@Service
public class MyAsyncTest { // 无返回值@Async("myExecutor")public void execute(){System.out.println("开始执行异步任务--1");try {for (int i=0;i<10;i++){System.out.println("异步任务--1：第"+(i+1)+"次");Thread.sleep(100);}} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("异步任务--1：最终完成");}// 有返回值@Async("myExecutor")public Future<Integer> algorithm1(Integer var1,Integer var2) throws InterruptedException {Thread.sleep(1000);return new AsyncResult<>(var1+var2);}@Async("myExecutor")public Future<Integer> algorithm2(Integer var1,Integer var2) throws InterruptedException {Thread.sleep(2000);return new AsyncResult<>(var1 * var2);}@Async("myExecutor")public Future<String> circulation(int i) throws InterruptedException {Thread.sleep(500);return new AsyncResult<>(String.format("结果一：%s",i));}}

测试类代码

package com.example.jucdemo;import com.example.jucdemo.service.MyAsyncTest;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;import javax.annotation.Resource;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;@SpringBootTest
class JucDemoApplicationTests {@Resource(name = "myExecutor")ThreadPoolTaskExecutor executor;@ResourceMyAsyncTest asyncTest;// 无返回值的异步调用@Testpublic void executeTest() throws InterruptedException {System.out.println("主线程开始执行");// 方式一：调用 MyAsyncTest 类中定义的异步方法asyncTest.execute();// 方式二：直接调用线程池的execute方法executor.execute(() -> {System.out.println("开始执行异步任务--2");for (int i=0;i<10;i++){try {System.out.println("异步任务--2：第"+(i+1)+"次");Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}System.out.println("异步任务--2：最终完成");});//由于单元测试主线程结束进程直接结束，所以主线程需要sleep等待异步方法Thread.sleep(2000);System.out.println("进程结束");}// 带返回值的异步调用@Testpublic void submitTest() throws ExecutionException, InterruptedException {long start = System.currentTimeMillis();// 调用异步算法1Future<Integer> param1 = executor.submit(() -> {System.out.println("正在计算param1");Thread.sleep(3000);return 1;});// 调用异步算法2Future<Integer> param2 = executor.submit(() -> {System.out.println("正在计算param2");Thread.sleep(5000);return 2;});// 等待接收异步算法的结果int result = param1.get() + param2.get();long end = System.currentTimeMillis();long time = end - start;System.out.println("总共耗时：" + time);System.out.println("计算结果为：" + result);}// 带返回值的异步方法的调用@Testpublic void asyncResultTest() throws InterruptedException, ExecutionException {long start = System.currentTimeMillis();System.out.println("开始：");int var1 = 2;int var2 = 3;Future<Integer> result1 = asyncTest.algorithm1(var1, var2);Future<Integer> result2 = asyncTest.algorithm2(var1, var2);System.out.println("结果二" + result2.get());long end1 = System.currentTimeMillis();System.out.println("结果一：" + result1.get());long end2 = System.currentTimeMillis();System.out.println("时间一：" + (end1 - start));System.out.println("时间二：" + (end2  - start));}@Testpublic void circulationTest() throws InterruptedException, ExecutionException {long start = System.currentTimeMillis();List<Future<String>> futures = new ArrayList<>();List<String> resultList = new ArrayList<>();//批量调用异步方法for (int i=1;i<=10;i++){Future<String> f = asyncTest.circulation(i);futures.add(f);}//全部执行完毕后统一获取for (Future<String> future : futures) {resultList.add(future.get());}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("结果为：" + resultList);System.out.println("耗时：" + (end - start));}}

常见问题：

以下会使@Async注解失效

一、异步方法不能使用static修饰

二、异步类没有使用@Component注解（或其他注解如@Service）导致spring无法扫描到异步类

三、@Async标注的异步方法与调用其的方法不能在同一个类中

四、类中需要使用@Autowired或@Resource等注解自动注入，不能自己手动new对象

五、使用SpringBoot框架必须在启动类或配置类中增加@EnableAsync注解

六、在Async 方法上标注@Transactional是没用的。在Async 方法调用的方法上标注@Transactional 有效

参考文章：

线程池的各种使用场景_星空dream的博客-CSDN博客_线程池的应用场景

@EnableAsync@Async使用总结 - 在贝加尔湖畔 - 博客园 (cnblogs.com)

SpringBoot异步任务, 以及带返回值的异步任务(@Async 不起作用的原因)_晴天小哥哥的博客-CSDN博客_springboot方法异步