Spring?框架@Async?注解詳解
1.同步調(diào)用與異步調(diào)用
在 Java 中，同步調(diào)用和異步調(diào)用是兩種不同的操作方式，用于處理方法調(diào)用和任務(wù)執(zhí)行。
1.1.同步調(diào)用
（1）定義：同步調(diào)用指的是調(diào)用方法時，調(diào)用者會等待被調(diào)用的方法執(zhí)行完成后才繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼。也就是說，方法調(diào)用是阻塞的，當(dāng)前線程會被阻塞直到方法執(zhí)行結(jié)束并返回結(jié)果。
（2）示例：
public class SyncExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Start");
//同步調(diào)用
String result = longRunningTask();
System.out.println("Result: " + result);
System.out.println("End");
}
public static String longRunningTask() {
try {
//模擬長時間運(yùn)行的任務(wù)
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Task Completed";
}
}（3）解釋：
在上述代碼中，longRunningTask() 方法會暫停當(dāng)前線程 3 秒鐘，然后返回結(jié)果。在 main 方法中，longRunningTask() 的調(diào)用是同步的，System.out.println("Result: " + result); 會等待 longRunningTask() 完成后才執(zhí)行。
1.2.異步調(diào)用
（1）定義：異步調(diào)用指的是調(diào)用方法時，調(diào)用者不會等待方法執(zhí)行完成，而是立即繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼。被調(diào)用的方法在后臺線程中執(zhí)行，調(diào)用者可以通過回調(diào)、Future 模式或其他機(jī)制獲取結(jié)果。
（2）示例：
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
public class AsyncExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Start");
//異步調(diào)用
CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> longRunningTask());
//繼續(xù)執(zhí)行其他操作
System.out.println("Doing other work while waiting for result...");
//獲取異步任務(wù)的結(jié)果（會阻塞，直到任務(wù)完成）
future.thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result));
System.out.println("End");
}
public static String longRunningTask() {
try {
//模擬長時間運(yùn)行的任務(wù)
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Task Completed";
}
}（3）解釋：在上述代碼中，longRunningTask() 被異步執(zhí)行，通過 CompletableFuture.supplyAsync 方法。在異步執(zhí)行期間，System.out.println("Doing other work while waiting for result..."); 會繼續(xù)執(zhí)行，不會被阻塞。future.thenAccept(result -> System.out.println("Result: " + result)); 會在任務(wù)完成后處理結(jié)果。
1.3.總結(jié)
- 同步調(diào)用：
- 特點(diǎn)：調(diào)用方在發(fā)起方法調(diào)用后，必須等待被調(diào)用的方法完成并返回結(jié)果之后，才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的操作（即會阻塞）。在同步調(diào)用中，調(diào)用方和被調(diào)用方的執(zhí)行順序是嚴(yán)格按照調(diào)用順序進(jìn)行的。
- 適用場景：
- 依賴順序：當(dāng)某個操作必須在另一個操作完成后才能進(jìn)行時。
- 簡單任務(wù)：當(dāng)任務(wù)執(zhí)行時間短且沒有并發(fā)問題時。
- 確保執(zhí)行順序：需要確保多個步驟按順序完成，比如數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理。
- 異步調(diào)用：
- 特點(diǎn)：調(diào)用方發(fā)起方法調(diào)用后，不必等待被調(diào)用的方法完成，而是可以繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的操作。被調(diào)用的方法將在后臺線程中運(yùn)行，完成后會通知調(diào)用方結(jié)果或執(zhí)行回調(diào)。
- 適用場景：
- 任務(wù)需要較長時間完成，阻塞主線程會影響程序的響應(yīng)性。
- 需要處理多個任務(wù)時，通過異步調(diào)用可以提高并發(fā)處理能力。
- 用戶界面應(yīng)用中，異步操作可以防止界面凍結(jié)，提升用戶體驗(yàn)。
2.注解 @Async 介紹
@Async 注解中的 Async 是單詞 Asynchronous 的縮寫。Asynchronous 指的是“異步的”，即操作或方法的執(zhí)行不會阻塞當(dāng)前線程，允許在后臺執(zhí)行任務(wù)的同時繼續(xù)進(jìn)行其他操作。使用 @Async 注解可以讓 Spring 在后臺線程池中異步執(zhí)行被注解的方法，從而提升應(yīng)用的性能和響應(yīng)能力。@Async 注解的代碼如下所示：
package org.springframework.scheduling.annotation;
import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import org.springframework.aot.hint.annotation.Reflective;
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Reflective
public @interface Async {
String value() default "";
}@Async 注解用在方法和類上的作用分別如下：
2.1.用在方法上
（1）功能：標(biāo)記方法為異步執(zhí)行，這意味著方法將在一個新的線程中執(zhí)行，不會阻塞調(diào)用該方法的線程。并且方法所在的類必須要被 Spring 作為 Bean 管理。
（2）限制：只對 public 方法有效，且方法返回類型為 void 或者 Future。
（3）例子：
@Async
public CompletableFuture<String> asyncMethod() {
// 執(zhí)行異步任務(wù)
}2.2.用在類上
（1）功能：標(biāo)記類中的所有 public 方法都為異步執(zhí)行。這個類必須要被 Spring 作為 Bean 管理，并且所有被 @Async 注解的方法都會異步執(zhí)行。
（2）限制：類上使用 @Async 不一定能保證類中所有方法都異步執(zhí)行，特別是如果方法被類內(nèi)部直接調(diào)用時，例如方法 asyncMethod2 在同一類內(nèi)直接調(diào)用方法 asyncMethod1，asyncMethod1 會在當(dāng)前線程中同步執(zhí)行，而不是異步執(zhí)行。
（3）例子：
@Async
@Service
public class MyService {
public CompletableFuture<String> asyncMethod1() {
// 執(zhí)行異步任務(wù)
}
public CompletableFuture<String> asyncMethod2() {
// 執(zhí)行異步任務(wù)
}
}3.使用演示
一般來說，@Async 注解用在方法上來指定特定方法異步執(zhí)行，標(biāo)記整個類的方式較少使用。
3.1.在啟動類或者配置類上增加 @EnableAsync 注解
例如，在 Spring Boot 項目的啟動類上增加 @EnableAsync 注解：
@EnableAsync //開啟異步調(diào)用
@SpringBootApplication
public class MyExampleApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyExampleApplication.class, args);
}
}@EnableAsync 注解用于啟用 Spring 框架的異步方法執(zhí)行功能。它使得應(yīng)用程序能夠處理被 @Async 注解標(biāo)記的方法，確保這些方法在獨(dú)立的線程中異步執(zhí)行。將 @EnableAsync 注解添加到配置類或者啟動類上后，Spring 將自動配置所需的支持，并允許 @Async 注解在應(yīng)用程序中生效。
3.2.在異步方法上增加 @Async 注解
package com.example.myexample.service.async;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Slf4j
@Service
public class MyAsyncTask {
@Async
public void notifyUser() {
log.info("asyncTask 方法所處的線程：{}", Thread.currentThread().getName());
//模擬處理異步任務(wù)
try {
Thread.sleep(3000);
log.info("通知用戶保存訂單成功");
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}3.3.調(diào)用異步方法
package com.example.myexample.controller;
import com.example.myexample.service.OrderService;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.annotation.Resource;
@RestController
@RequestMapping("asyncTest")
public class AsyncTestController {
@Resource
private OrderService orderService;
@PostMapping
public String saveOrder() {
orderService.saveOrder();
return "success";
}
}
package com.example.myexample.service;
public interface OrderService {
void saveOrder();
}
package com.example.myexample.service.impl;
import com.example.myexample.service.OrderService;
import com.example.myexample.service.async.MyAsyncTask;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.annotation.Resource;
@Slf4j
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
@Resource
private MyAsyncTask myAsyncTask;
@Override
public void saveOrder() {
log.info("saveOrder 方法所處的線程：{}", Thread.currentThread().getName());
log.info("保存訂單");
//調(diào)用異步方法
myAsyncTask.notifyUser();
postProcess();
}
public void postProcess() {
log.info("postProcess 方法所處的線程：{}", Thread.currentThread().getName());
}
}上述代碼只包括了調(diào)用異步方法的核心部分，其它部分代碼（例如 Controller 層）并未給出。
3.4.測試
使用 Postman 進(jìn)行測試：
http://localhost:8080/asyncTest/
日志打印結(jié)果如下，從中可以發(fā)現(xiàn)：方法 saveOrder 和 notifyUser 在不同的線程中執(zhí)行了，即 notifyUser 確實(shí)被異步調(diào)用了。
3.5.其它說明
如果要將異步方法改為有返回值，可以將返回類型從 void 改為 Future<T> 或 CompletableFuture<T>。這里我們使用 CompletableFuture 作為返回類型：
@Async
public CompletableFuture<String> notifyUser2() {
log.info("asyncTask 方法所處的線程：{}", Thread.currentThread().getName());
// 模擬處理異步任務(wù)
try {
Thread.sleep(3000);
log.info("通知用戶保存訂單成功");
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
return CompletableFuture.completedFuture("通知用戶保存訂單成功");
}
public void saveOrder2() {
log.info("saveOrder 方法所處的線程：{}", Thread.currentThread().getName());
log.info("保存訂單");
CompletableFuture<String> future = myAsyncTask.notifyUser2();
//在需要時可以調(diào)用 get() 來阻塞當(dāng)前線程直到異步任務(wù)完成
try {
String result = future.get(); // 這將阻塞直到異步任務(wù)完成
System.out.println("任務(wù)結(jié)果: " + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}有關(guān) Future 模式的相關(guān)知識可以參考 Java 并發(fā)編程面試題——Future 模式這篇文章。
4.注意事項
4.1.@Async 注解失效的常見情況
@Async 注解在某些情況下可能會失效，包括：
- 方法定義不符合要求：
@Async方法必須是public，并且不能是final、static或private。 - 類未被 Spring 掃描：確保含有
@Async注解的類被 Spring 掃描到。通常需要將類放在@Component、@Service或其他 Spring 管理的組件中。 - 缺少 @EnableAsync 注解：在配置類上未添加
@EnableAsync注解，Spring 不會啟用異步處理。 - 方法調(diào)用在同一類內(nèi)部：
@Async方法被同一類的其他方法調(diào)用時不會生效，因?yàn)?Spring 的代理機(jī)制無法處理同一類內(nèi)的調(diào)用。 - 返回值處理不當(dāng)：異步方法通常返回
Future或void，確保返回值類型正確處理。
4.2.使用 @Async 注解可能會導(dǎo)致循環(huán)依賴
4.2.1.示例
需要注意的是，如果代碼編寫不當(dāng)，在使用 @Async 注解可能會導(dǎo)致循環(huán)依賴，例如：
@Service
public class CDTestsService1Impl implements CDTestsService1 {
@Autowired
private CDTestsService2 cdTestsService2;
@Async
@Override
public void performAsyncTask() {
System.out.println("performAsyncTask...");
}
}
@Service
public class CDTestsService2Impl implements CDTestsService2 {
@Autowired
private CDTestsService1 cdTestsService1;
@Override
public void performTask() {
cdTestsService1.performAsyncTask();
}
}
@RestController
@RequestMapping("asyncTest")
public class AsyncTestController {
@Resource
private CDTestsService2 cdTestsService2;
@PostMapping("/cdTest")
public String cdTest() {
cdTestsService2.performTask();
return "success";
}
}當(dāng)啟動項目時，會出現(xiàn)循環(huán)依賴的異常提示：
4.2.2.原因分析
循環(huán)依賴：
- CDTestsService1Impl 依賴于 CDTestsService2Impl，并且 CDTestsService2Impl 依賴于 CDTestsService1Impl。這種相互依賴會導(dǎo)致 Spring 容器在創(chuàng)建這些 bean 時發(fā)生問題。
- 當(dāng) Spring 容器創(chuàng)建 CDTestsService1Impl 時，它需要注入 CDTestsService2Impl。接著，創(chuàng)建 CDTestsService2Impl 時，它需要注入 CDTestsService1Impl。這樣，就會形成一個死循環(huán)，因?yàn)閮蓚€ bean 互相等待對方被完全創(chuàng)建和注入。
@Async 注解的影響：
- @Async 注解用于異步執(zhí)行方法。這意味著 performAsyncTask 方法會在不同的線程中運(yùn)行，因此不會阻塞當(dāng)前線程。但是，Spring 在執(zhí)行異步方法時，仍然需要確保異步方法的 bean 實(shí)例在調(diào)用之前已完全創(chuàng)建和注入。
- 由于 performAsyncTask 是異步的，Spring 在調(diào)用這個方法時可能會遇到由于循環(huán)依賴未完全解決而引發(fā)的異常。
4.2.3.解決方案
（1）使用構(gòu)造函數(shù)注入
使用構(gòu)造函數(shù)注入可以避免循環(huán)依賴問題。構(gòu)造函數(shù)注入在 bean 創(chuàng)建時確保所有依賴項都已解決，因此更可靠。
@Service
public class CDTestsService1Impl implements CDTestsService1 {
private final CDTestsService2 cdTestsService2;
@Autowired
public CDTestsService1Impl(CDTestsService2 cdTestsService2) {
this.cdTestsService2 = cdTestsService2;
}
@Async
@Override
public void performAsyncTask() {
System.out.println("performAsyncTask...");
}
}
@Service
public class CDTestsService2Impl implements CDTestsService2 {
private final CDTestsService1 cdTestsService1;
@Autowired
public CDTestsService2Impl(CDTestsService1 cdTestsService1) {
this.cdTestsService1 = cdTestsService1;
}
@Override
public void performTask() {
cdTestsService1.performAsyncTask();
}
}（2）使用 @Lazy 注解@Lazy 注解可以推遲 bean 的初始化，解決循環(huán)依賴問題。你可以將 @Lazy 注解添加到字段注入中，以便在需要時才加載依賴。
@Service
public class CDTestsService1Impl implements CDTestsService1 {
@Autowired
@Lazy
private CDTestsService2 cdTestsService2;
@Async
@Override
public void performAsyncTask() {
System.out.println("performAsyncTask...");
}
}
@Service
public class CDTestsService2Impl implements CDTestsService2 {
@Autowired
@Lazy
private CDTestsService1 cdTestsService1;
@Override
public void performTask() {
cdTestsService1.performAsyncTask();
}
}（3）分離異步調(diào)用
如果 performAsyncTask 不需要立即執(zhí)行，考慮將它移到另一個服務(wù)中，或通過其他機(jī)制避免直接的循環(huán)依賴。
@Service
public class CDTestsService1Impl implements CDTestsService1 {
@Autowired
private TaskExecutor taskExecutor; // Spring 提供的 TaskExecutor
@Override
public void performAsyncTask() {
taskExecutor.execute(() -> {
System.out.println("performAsyncTask...");
});
}
}
@Service
public class CDTestsService2Impl implements CDTestsService2 {
@Autowired
private CDTestsService1 cdTestsService1;
@Override
public void performTask() {
cdTestsService1.performAsyncTask();
}
}使用 TaskExecutor 來執(zhí)行異步任務(wù)可以將異步執(zhí)行的邏輯與服務(wù)依賴解耦，避免直接在服務(wù)之間形成循環(huán)依賴。
到此這篇關(guān)于Spring 框架@Async 注解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring @Async 注解內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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