Spring Boot中使用@Async实现异步调用，加速任务的执行！

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@ComponentpublicclassAsyncTasks{publicstaticRandomrandom=newRandom();publicvoiddoTaskOne()throwsException{log.info("开始做任务一");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=System.currentTimeMillis();log.info("完成任务一，耗时："+(end-start)+"毫秒");}publicvoiddoTaskTwo()throwsException{log.info("开始做任务二");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=System.currentTimeMillis();log.info("完成任务二，耗时："+(end-start)+"毫秒");}publicvoiddoTaskThree()throwsException{log.info("开始做任务三");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=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@SpringBootTestpublicclassChapter75ApplicationTests{@AutowiredprivateAsyncTasksasyncTasks;@Testpublicvoidtest()throwsException{asyncTasks.doTaskOne();asyncTasks.doTaskTwo();asyncTasks.doTaskThree();}}

执行单元测试，可以看到类似如下输出：

2021-09-1123:19:12.922INFO92539---[main]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:开始做任务一2021-09-1123:19:17.788INFO92539---[main]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:完成任务一，耗时：4865毫秒2021-09-1123:19:17.788INFO92539---[main]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:开始做任务二2021-09-1123:19:24.851INFO92539---[main]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:完成任务二，耗时：7063毫秒2021-09-1123:19:24.851INFO92539---[main]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:开始做任务三2021-09-1123:19:26.928INFO92539---[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@ComponentpublicclassAsyncTasks{publicstaticRandomrandom=newRandom();@AsyncpublicvoiddoTaskOne()throwsException{log.info("开始做任务一");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=System.currentTimeMillis();log.info("完成任务一，耗时："+(end-start)+"毫秒");}@AsyncpublicvoiddoTaskTwo()throwsException{log.info("开始做任务二");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=System.currentTimeMillis();log.info("完成任务二，耗时："+(end-start)+"毫秒");}@AsyncpublicvoiddoTaskThree()throwsException{log.info("开始做任务三");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=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@SpringBootApplicationpublicclassChapter75Application{publicstaticvoidmain(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：

@AsyncpublicCompletableFuture<String>doTaskOne()throwsException{log.info("开始做任务一");longstart=System.currentTimeMillis();Thread.sleep(random.nextInt(10000));longend=System.currentTimeMillis();log.info("完成任务一，耗时："+(end-start)+"毫秒");returnCompletableFuture.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。

@Testpublicvoidtest()throwsException{longstart=System.currentTimeMillis();CompletableFuture<String>task1=asyncTasks.doTaskOne();CompletableFuture<String>task2=asyncTasks.doTaskTwo();CompletableFuture<String>task3=asyncTasks.doTaskThree();CompletableFuture.allOf(task1,task2,task3).join();longend=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：

2021-09-1123:33:38.842INFO95891---[task-3]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:开始做任务三2021-09-1123:33:38.842INFO95891---[task-2]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:开始做任务二2021-09-1123:33:38.842INFO95891---[task-1]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:开始做任务一2021-09-1123:33:45.155INFO95891---[task-2]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:完成任务二，耗时：6312毫秒2021-09-1123:33:47.308INFO95891---[task-3]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:完成任务三，耗时：8465毫秒2021-09-1123:33:47.403INFO95891---[task-1]com.didispace.chapter75.AsyncTasks:完成任务一，耗时：8560毫秒2021-09-1123:33:47.404INFO95891---[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：github.com/dyc87112/SpringBoot-Learning/tree/master/2.x

Gitee：gitee.com/didispace/SpringBoot-Learning/tree/master/2.x

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