SpringBoot实现异步调用的方法

news2025/3/22 20:33:14

在Java中使用Spring Boot实现异步请求和异步调用是一个常见的需求，可以提高应用程序的性能和响应能力。以下是实现这两种异步操作的基本方法：

一、异步请求（Asynchronous Request）

异步请求允许客户端发送请求后立即返回，而不需要等待服务器处理完成，异步调用允许在服务端异步执行方法，不阻塞主线程。

二、在 Spring Boot 中，实现异步调用主要有以下几种方法：
1. 使用 @Async 注解
步骤：
  1. 启用异步支持：在主类上添加 @EnableAsync。
  2. 定义异步方法：在需要异步执行的方法上使用 @Async 注解。
  3. 自定义线程池（可选）：提高异步任务的线程管理效率，以便异步方法能够在独立的线程中执行
示例代码：

主类：

package com.work;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
@SpringBootApplication(scanBasePackages = {"com.work.*"})
@EnableAsync
//@EnableScheduling
public class SpringBootWorkApplication {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(SpringBootWorkApplication.class, args);
	}
}

异步方法：

package com.work.service;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
/**
 * 异步调用service
 * @author summer
 */
@Service
@Slf4j
public class AsyncService {
    /**
	 * 使用 @Async 注解 实现异步调用
	 * taskExecutor为自定义线程池，指定自定义线程池
	 * @return
	 * @throws InterruptedException
	 */
	@Async("taskExecutor")
    public void async(){
		log.info("async异步任务开始: " + Thread.currentThread().getName());
		try {
			// 模拟耗时操作(实际工作中，此处写业务逻辑处理)  
			Thread.sleep(30000); 
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
		log.info("async异步任务完成");
    }
}
自定义线程池（可选）：
package com.work.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
/**
 * 自定义异步线程执行线程池
 * @author summer
 *
 */
@Configuration
public class ExecutorConfig {

    @Bean(name = "taskExecutor")
    public TaskExecutor  taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(5);
        executor.setMaxPoolSize(10);
        executor.setQueueCapacity(50);
        executor.setThreadNamePrefix("TaskExecutor-");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

在 @Async("taskExecutor") 中指定自定义线程池。

调用：
package com.work.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import com.work.common.result.CommonResult;
import com.work.service.AsyncService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 测试异步执行Controller
 * @author summer
 *
 */
@RestController
@RequestMapping("/async")
@Slf4j
public class AsyncTestController {
	
	@Autowired
	private AsyncService asyncService;
	
	@GetMapping("/async")
	public CommonResult<String> async() {
		asyncService.async();
		log.info("async异步任务调用成功");
		return CommonResult.success("async异步任务调用成功");
	}
}

异步方法休眠30秒，可以看到控制台打印的日志

线程池配置建议
  • CPU 密集型任务：建议核心线程数为 CPU 核心数的 n 倍，最大线程数为核心线程数的 2 倍。
  • IO 密集型任务：建议核心线程数设置为较大的值，最大线程数可以为核心线程数的 2 倍甚至更多。

合理配置线程池可以避免线程饥饿和死锁等问题，提升系统的吞吐量。

2. 使用 Java 原生线程池

Spring 提供线程池，但可以直接使用 Java 原生的线程池来实现异步。

示例代码：
package com.work.service;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.springframework.stereotype.Service;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 异步调用service
 * @author summer
 *
 */
@Service
@Slf4j
public class AsyncService{
	
	/**
	 * 使用 Java 原生线程池来实现异步调用
	 */
	public void asyncThreadPool() {
		ThreadPoolExecutor pool=new ThreadPoolExecutor(5, 10, 
				2, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>(100),new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
		pool.execute(() -> {
			log.info("asyncThreadPool异步任务开始: " + Thread.currentThread().getName());
            try {
            	// 模拟耗时操作(实际工作中，此处写业务逻辑处理)  
                Thread.sleep(30000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("asyncThreadPool异步任务完成");
        });
    }
}
调用：
package com.work.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import com.work.common.result.CommonResult;
import com.work.service.AsyncService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 测试异步执行Controller
 * @author summer
 *
 */
@RestController
@RequestMapping("/async")
@Slf4j
public class AsyncTestController {
	@Autowired
	private AsyncService asyncService;
	
	@GetMapping("/asyncThreadPool")
	public CommonResult<String> asyncThreadPool() {
		asyncService.asyncThreadPool();
		log.info("asyncThreadPool异步任务调用成功");
		return CommonResult.success("asyncThreadPool异步任务调用成功");
	}
}

异步方法休眠30秒，可以看到控制台打印的日志

3. 使用 Spring 的 TaskExecutor

TaskExecutor 是 Spring 提供的抽象接口，适合用来执行异步任务。

配置 TaskExecutor：
package com.work.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
/**
 * 自定义异步线程执行线程池
 * @author summer
 *
 */
@Configuration
public class ExecutorConfig {

    @Bean(name = "taskExecutor")
    public TaskExecutor  taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(5);
        executor.setMaxPoolSize(10);
        executor.setQueueCapacity(50);
        executor.setThreadNamePrefix("TaskExecutor-");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}
示例代码：
package com.work.service;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Service;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
/**
 * 异步调用service
 * @author summer
 *
 */
@Service
@Slf4j
public class AsyncService{
	@Autowired
	private TaskExecutor taskExecutor;
	
	/**
	 * 使用 Spring 的 TaskExecutor 来实现异步调用
	 */
	public void asyncExecutor() {
        taskExecutor.execute(() -> {
        	log.info("asyncExecutor异步任务开始:" + Thread.currentThread().getName());
            try {
            	// 模拟耗时操作(实际工作中，此处写业务逻辑处理)  
                Thread.sleep(30000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.info("asyncExecutor异步任务完成");
        });
    }
}
调用：
package com.work.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import com.work.common.result.CommonResult;
import com.work.service.AsyncService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 测试异步执行Controller
 * @author summer
 *
 */
@RestController
@RequestMapping("/async")
@Slf4j
public class AsyncTestController {
	@Autowired
	private AsyncService asyncService;
	
	@GetMapping("/asyncExecutor")
	public CommonResult<String> asyncExecutor() {
		asyncService.asyncExecutor();
		log.info("asyncExecutor异步任务调用成功");
		return CommonResult.success("asyncExecutor异步任务调用成功");
	}
}

异步方法休眠30秒，可以看到控制台打印的日志

三、什么时候使用异步请求

异步请求在以下情况下特别有用：

  • 长时间运行的任务：例如文件上传、复杂计算、大量数据处理等。
  • I/O操作：例如数据库查询、调用外部API、文件读写等。
  • 资源密集型任务：例如图像处理、视频编码等。
四、总结

方法

优点

缺点

@Async 注解

简单易用，与 Spring 集成良好

需要 Spring 容器管理的 Bean 才能生效

ExecutorService

更底层、更灵活

手动管理线程池

TaskExecutor

Spring 提供的抽象，方便扩展

配置稍显复杂

这些示例展示了如何在Spring Boot中实现异步请求和异步调用。Spring Boot提供了`@Async`注解和`Java原生线程池`、`TaskExecutor`来实现这一功能，提高了应用程序的并发处理能力，开发者可以根据不同的需求选择合适的异步处理方式。

合理配置线程池，以确保最佳性能和资源利用，正确处理异步任务中的异常，以及在合适的场景中应用异步处理技术，是开发高性能应用的关键。

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