Spring Boot 中使用@Async实现异步调用,加速任务执行!
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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。
同步调用
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)
@Slf4j
@Component
public class AsyncTasks {public static Random random = new Random();public void doTaskOne() throws Exception {log.info("开始做任务一");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("完成任务一,耗时:" + (end - start) + "毫秒");}public void doTaskTwo() throws Exception {log.info("开始做任务二");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("完成任务二,耗时:" + (end - start) + "毫秒");}public void doTaskThree() throws Exception {log.info("开始做任务三");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("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。
@Slf4j
@SpringBootTest
public class Chapter75ApplicationTests {@Autowiredprivate AsyncTasks asyncTasks;@Testpublic void test() throws Exception {asyncTasks.doTaskOne();asyncTasks.doTaskTwo();asyncTasks.doTaskThree();}}
执行单元测试,可以看到类似如下输出:
2021-09-11 23:19:12.922 INFO 92539 --- [ main] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 开始做任务一
2021-09-11 23:19:17.788 INFO 92539 --- [ main] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 完成任务一,耗时:4865毫秒
2021-09-11 23:19:17.788 INFO 92539 --- [ main] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 开始做任务二
2021-09-11 23:19:24.851 INFO 92539 --- [ main] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 完成任务二,耗时:7063毫秒
2021-09-11 23:19:24.851 INFO 92539 --- [ main] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 开始做任务三
2021-09-11 23:19:26.928 INFO 92539 --- [ main] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 完成任务三,耗时:2076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。
异步调用
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:
@Slf4j
@Component
public class AsyncTasks {public static Random random = new Random();@Asyncpublic void doTaskOne() throws Exception {log.info("开始做任务一");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("完成任务一,耗时:" + (end - start) + "毫秒");}@Asyncpublic void doTaskTwo() throws Exception {log.info("开始做任务二");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("完成任务二,耗时:" + (end - start) + "毫秒");}@Asyncpublic void doTaskThree() throws Exception {log.info("开始做任务三");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("完成任务三,耗时:" + (end - start) + "毫秒");}}
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:
@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class Chapter75Application {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Chapter75Application.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
异步回调
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CompletableFuture<T>
来返回异步调用的结果,就像如下方式改造doTaskOne
函数:
@Async
public CompletableFuture<String> doTaskOne() throws Exception {log.info("开始做任务一");long start = System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("完成任务一,耗时:" + (end - start) + "毫秒");return CompletableFuture.completedFuture("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();CompletableFuture<String> task1 = asyncTasks.doTaskOne();CompletableFuture<String> task2 = asyncTasks.doTaskTwo();CompletableFuture<String> task3 = asyncTasks.doTaskThree();CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3).join();long end = System.currentTimeMillis();log.info("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
CompletableFuture<String>
类型的结果对象通过
CompletableFuture.allOf(task1, task2, task3).join()
实现三个异步任务都结束之前的阻塞效果三个任务都完成之后,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:
2021-09-11 23:33:38.842 INFO 95891 --- [ task-3] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 开始做任务三
2021-09-11 23:33:38.842 INFO 95891 --- [ task-2] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 开始做任务二
2021-09-11 23:33:38.842 INFO 95891 --- [ task-1] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 开始做任务一
2021-09-11 23:33:45.155 INFO 95891 --- [ task-2] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 完成任务二,耗时:6312毫秒
2021-09-11 23:33:47.308 INFO 95891 --- [ task-3] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 完成任务三,耗时:8465毫秒
2021-09-11 23:33:47.403 INFO 95891 --- [ task-1] com.didispace.chapter75.AsyncTasks : 完成任务一,耗时:8560毫秒
2021-09-11 23:33:47.404 INFO 95891 --- [ main] c.d.chapter75.Chapter75ApplicationTests : 任务全部完成,总耗时:8590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。
代码示例
本文的完整工程可以查看下面仓库中2.x
目录下的chapter7-5
工程:
Github:https://github.com/dyc87112/SpringBoot-Learning/
Gitee:https://gitee.com/didispace/SpringBoot-Learning/
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