@Async详解，为什么生产环境不推荐直接使用@Async？

news2024/10/5 16:43:52

一、@Async 注解介绍：

@Async 注解用于声明一个方法是异步的。当在方法上加上这个注解时，Spring 将会在一个新的线程中执行该方法，而不会阻塞原始线程。这对于需要进行一些异步操作的场景非常有用，比如在后台执行一些耗时的任务而不影响前台响应。

示例：

@Service
public class MyService {
    @Async
    public void asyncMethod() {
        // 异步执行的代码
    }
}

在上面的例子中，asyncMethod 方法使用 @Async 注解标记，表示该方法将在一个独立的线程中执行。

二、@Async 底层分析

1、整体思维导图

2、注解底层实现分析

@Async的实现大概分为以下几个步骤：

// 1、目标代理类

ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();

proxyFactory.setTarget("DemoImpl bean");

// 2、代理接口

proxyFactory.addInterface("DemoService");

// 3、设置切点

AsyncAnnotationAdvisor.pointcut = @Async注解

// 4、环绕通知处理

AsyncAnnotationAdvisor.advice = AnnotationAsyncExecutionInterceptor拦截器

// 5、切面 = 切点+通知

proxyFactory.addAdvisor("AsyncAnnotationAdvisor");

// 6、生成代理

UserService userService = proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());

其中设置切点是在AsyncAnnotationAdvisor类里面

环绕通知处理是在AnnotationAsyncExecutionInterceptor这个拦截器去做的，我们主要就分析一下这个拦截器相关的代码，可以看到直接调用了super(defaultExecutor, exceptionHandler)，是在它的父类实现的。

我们看看它的父类

这个类有四个方法：invoke()、getExecutorQualifier()、getDefaultExecutor()、getOrder()，我们主要关注Invoke()方法和getDefaultExecutor()方法。

Invoke()方法如下：

它的作用就是会找出标注了@Async注解的方法，然后生成一个Callable对象，并提交给线程池的一个线程来执行，从而实现了该方法的异步执行。

通过AOPUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) 获取目标对象的类
使用 ClassUtils.getMostSpecificMethod() 方法获取指定目标类和方法
通过 BridgeMethodResolver.findBridgedMethod() 方法处理桥接方法，确保获取到用户声明的方法。(桥接方法用来解决运行时泛型被擦除问题)
determineAsyncExecutor() 方法，根据用户声明的方法确定异步执行器。
定义一个 Callable 类型的任务，使用 Lambda 表达式创建了一个匿名函数作为任务内容，通过 invocation.proceed() 执行目标方法，并处理可能的异常情况。
this.doSubmit(task, executor, invocation.getMethod().getReturnType())：将任务提交给异步执行器进行处理，并返回执行结果。

getDefaultExecutor()方法如下：

首先尝试获取 TaskExecutor 实现类的 bean 对象，如果能找到且只有一个，则返回该对象；如果找不到或者找到了多个，则会进入 catch 语句块分支，获取 beanName 为 taskExecutor 的 bean对象，如果获取不到，则会创建一个 SimpleAsyncTaskExecutor 线程池对象。

换句话说，如果直接使用 @Async 注解，Spring 就会直接使用 SimpleAsyncTaskExecutor 线程池。那直接使用 SimpleAsyncTaskExecutor 线程池会出现什么问题呢？现在我们进入第三个主题。

三、@Async 存在的问题或注意事项

1、线程池问题

上面说到，如果直接使用 @Async 注解，Spring 就会直接使用 SimpleAsyncTaskExecutor 线程池。

1）让我们看看这个线程池到底是怎么执行的。

可以看到，它是直接 new 一个线程然后直接开启线程。

他既没有重用线程，也没有设置最大线程数，所以在并发量大的时候会产生严重的性能问题！所以一般在生产环境，特别是 toc 的项目，不建议直接使用 @Async 注解，应该使用自定义线程池搭配 @Async 注解一起使用！

2）那如何配置@Async的自定义线程池呢？

在Spring中，我们可以通过实现 AsyncConfigurer 接口或者直接继承 AsyncConfigurerSupport 类来自定义 Async 异步线程池；

线程池可以直接使用 JDK 提供的 ThreadPoolExecutor 或者 Spring 本身也提供的 TaskExecutor 的实现类，Spring的实现类有以下五种，其中使用最多的就是 ThreadPoolTaskExecutor。

SimpleAsyncTaskExecutor：不是真的线程池，这个类不重用线程，每次调用都会创建一个新的线程。
SyncTaskExecutor：这个类没有实现异步调用，只是一个同步操作。只适用于不需要多线程的地
ConcurrentTaskExecutor：Executor的适配类，不推荐使用。如果ThreadPoolTaskExecutor不满足要求时，才用考虑使用这个类
ThreadPoolTaskScheduler：可以使用cron表达式
ThreadPoolTaskExecutor：最常使用，推荐。其实质是对java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor的包装

接下来，我们就以 ThreadPoolTaskExecutor 为例来自定义一个线程池：

2、与 @Transactional 联用问题

当然，使用@Async还有一些别的注意事项，比如与@Transcational联用时，它们在同一个方法上同时使用时可能导致异步失效。这是因为 @Async 通常会使用一个新的线程，而新线程无法继承原始线程的事务上下文。

解决办法是将 @Async 注解放在另外的类或者方法上，确保异步方法被另外的代理类包装。这样，异步方法就能够在独立的线程中执行，同时也能够继承事务上下文。

@Service
public class MyService {
    @Async
    public void asyncMethodWithTransaction() {
        transactionalMethod();
    }
    @Transactional
    public void transactionalMethod() {
        // 事务性操作的代码
    }
}

3、循环依赖问题

现在有两个类，ServiceA 和 ServiceB 如下：

@Service
public class ServiceA {

    private final ServiceB serviceB;

    @Autowired
    public ServiceA(ServiceB serviceB) {
        this.serviceB = serviceB;
    }

    @Async
    public void asyncMethod() {
        // 异步方法逻辑
    }
}

@Service
public class ServiceB {

    private final ServiceA serviceA;

    @Autowired
    public ServiceB(ServiceA serviceA) {
        this.serviceA = serviceA;
    }
}

其中serviceA、serviceB对象之间相互依赖，serviceA和serviceB总有一个会先实例化，而serviceA或serviceB里面使用了@Async注解，会导致循环依赖异常：

org.springframework.beans.factory.BeanCurrentlyInCreationException

在springboot中，以上报错被捕捉，抛出的异常是：

The dependencies of some of the beans in the application context form a cycle

原因

我们知道，spring三级缓存一定程度上解决了循环依赖问题。A对象在实例化之后，属性赋值【opulateBean(beanName, mbd, instanceWrapper)】执行之前，将ObjectFactory添加至三级缓存中，从而使得在B对象实例化后的属性赋值过程中，能从三级缓存拿到ObjectFactory，调用getObject()方法拿到A的引用，B由此能顺利完成初始化并加入到IOC容器。此时A对象完成属性赋值之后，将会执行初始化【initializeBean(beanName, exposedObject, mbd)方法】，重点是@Async注解的处理正是在这地方完成的，其对应的后置处理器AsyncAnnotationBeanPostProcessor，在postProcessAfterInitialization方法中将返回代理对象，此代理对象与B中持有的A对象引用不同，导致了以上报错。