面試官：說說@Async實(shí)現(xiàn)原理？
@Async 是 Spring 3.0 提供的一個(gè)注解，用于標(biāo)識(shí)某類（下的公共方法）或某方法會(huì)執(zhí)行異步調(diào)用。
接下來(lái)，我們來(lái)看下 @Async 的基本使用和實(shí)現(xiàn)原理。
1.基本使用
@Async 基本使用可以分為以下 3 步：
- 項(xiàng)目中開啟異步支持
- 創(chuàng)建異步方法
- 調(diào)用異步方法
1.1 開啟異步支持
以 Spring Boot 項(xiàng)目為例，我們首先需要在 Spring Boot 的啟動(dòng)類，也就是帶有@SpringBootApplication 注解的類上添加 @EnableAsync 注解，以開啟異步方法執(zhí)行的支持，如下代碼所示：
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class MyApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MyApplication.class, args);
}
}1.2 創(chuàng)建異步方法
創(chuàng)建異步方法是在需要異步執(zhí)行的方法上添加 @Async 注解，這個(gè)方法一定是要放在被 IoC 容器管理的 Bean 中，只有被 IoC 管理的類才能實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用，例如在帶有 @Service 注解的類中創(chuàng)建異步方法：
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class AsyncService {
@Async
public void performAsyncTask() {
// 這里放置需要異步執(zhí)行的代碼
System.out.println("異步任務(wù)正在執(zhí)行，當(dāng)前線程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}1.3 調(diào)用異步方法
在其他類或方法中，通過注入這個(gè)服務(wù)類的實(shí)例來(lái)調(diào)用異步方法。注意，直接在同一個(gè)類內(nèi)部調(diào)用不會(huì)觸發(fā)異步行為，必須通過注入的實(shí)例調(diào)用，使用 new 創(chuàng)建的對(duì)象也不能進(jìn)行異步方法調(diào)用，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class MyController {
@Autowired
private AsyncService asyncService;
@GetMapping("/startAsync")
public String startAsyncTask() {
asyncService.performAsyncTask();
return "異步任務(wù)已啟動(dòng)";
}
}2.實(shí)現(xiàn)原理
簡(jiǎn)單來(lái)說，@Async 注解是由 AOP（面向切面）實(shí)現(xiàn)的，具體來(lái)說，它是由 AsyncAnnotationAdvisor 這個(gè)切面類來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
在 AsyncAnnotationAdvisor 中，會(huì)使用 AsyncExecutionInterceptor 來(lái)處理 @Async 注解，它會(huì)在被 @Async 注解標(biāo)識(shí)的方法被調(diào)用時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)異步代理對(duì)象來(lái)執(zhí)行方法。這個(gè)異步代理對(duì)象會(huì)在一個(gè)新的線程中調(diào)用被 @Async 注解標(biāo)識(shí)的方法，從而實(shí)現(xiàn)方法的異步執(zhí)行。
在 AsyncExecutionInterceptor 中，核心方法是 getDefaultExecutor 方法，使用此方法來(lái)獲取一個(gè)線程池來(lái)執(zhí)行被 @Async 注解修飾的方法，它的實(shí)現(xiàn)源碼如下：
@Nullable
protected Executor getDefaultExecutor(@Nullable BeanFactory beanFactory) {
Executor defaultExecutor = super.getDefaultExecutor(beanFactory);
return (Executor)(defaultExecutor != null ? defaultExecutor : new SimpleAsyncTaskExecutor());
}此方法實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，它是先嘗試調(diào)用父類 AsyncExecutionAspectSupport#getDefaultExecutor 方法獲取線程池，如果父類方法獲取不到線程池再用創(chuàng)建 SimpleAsyncTaskExecutor 對(duì)象作為 Async 的線程池返回。
而 SimpleAsyncTaskExecutor 中在執(zhí)行任務(wù)時(shí)是這樣的：
protected void doExecute(Runnable task) {
this.newThread(task).start();
}可以看出，在 Spring 框架中如果使用默認(rèn)的 @Async 注解，它的執(zhí)行比較簡(jiǎn)單粗暴，并沒有使用線程池，而是每次創(chuàng)建線程來(lái)執(zhí)行，所以在 Spring 框架中是不能直接使用 @Async 注解的，需要使用 @Async 注解搭配自定義的線程池，既實(shí)現(xiàn) AsyncConfigurer 接口來(lái)提供自定義的 ThreadPoolTaskExecutor 來(lái)創(chuàng)建線程池，以確保 @Async 能真正的使用線程池來(lái)執(zhí)行異步任務(wù)。
然而，在 Spring Boot 中，因?yàn)樵诳蚣軉?dòng)時(shí)，自動(dòng)注入了 ThreadPoolTaskExecutor，如下源碼所示：
@ConditionalOnClass({ThreadPoolTaskExecutor.class})
@AutoConfiguration
@EnableConfigurationProperties({TaskExecutionProperties.class})
@Import({TaskExecutorConfigurations.ThreadPoolTaskExecutorBuilderConfiguration.class, TaskExecutorConfigurations.TaskExecutorBuilderConfiguration.class, TaskExecutorConfigurations.SimpleAsyncTaskExecutorBuilderConfiguration.class, TaskExecutorConfigurations.TaskExecutorConfiguration.class})
public class TaskExecutionAutoConfiguration {
public static final String APPLICATION_TASK_EXECUTOR_BEAN_NAME = "applicationTaskExecutor";
public TaskExecutionAutoConfiguration() {
}
}具體的構(gòu)建細(xì)節(jié)源碼如下：
@Bean
@ConditionalOnMissingBean({TaskExecutorBuilder.class, ThreadPoolTaskExecutorBuilder.class})
ThreadPoolTaskExecutorBuilder threadPoolTaskExecutorBuilder(TaskExecutionProperties properties, ObjectProvider<ThreadPoolTaskExecutorCustomizer> threadPoolTaskExecutorCustomizers, ObjectProvider<TaskExecutorCustomizer> taskExecutorCustomizers, ObjectProvider<TaskDecorator> taskDecorator) {
TaskExecutionProperties.Pool pool = properties.getPool();
ThreadPoolTaskExecutorBuilder builder = new ThreadPoolTaskExecutorBuilder();
builder = builder.queueCapacity(pool.getQueueCapacity());
builder = builder.corePoolSize(pool.getCoreSize());
builder = builder.maxPoolSize(pool.getMaxSize());
builder = builder.allowCoreThreadTimeOut(pool.isAllowCoreThreadTimeout());
builder = builder.keepAlive(pool.getKeepAlive());
TaskExecutionProperties.Shutdown shutdown = properties.getShutdown();
builder = builder.awaitTermination(shutdown.isAwaitTermination());
builder = builder.awaitTerminationPeriod(shutdown.getAwaitTerminationPeriod());
builder = builder.threadNamePrefix(properties.getThreadNamePrefix());
Stream var10001 = threadPoolTaskExecutorCustomizers.orderedStream();
Objects.requireNonNull(var10001);
builder = builder.customizers(var10001::iterator);
builder = builder.taskDecorator((TaskDecorator)taskDecorator.getIfUnique());
builder = builder.additionalCustomizers(taskExecutorCustomizers.orderedStream().map(this::adapt).toList());
return builder;
}因此在 Spring Boot 框架中可以直接使用 @Async 注解，無(wú)需擔(dān)心它每次都會(huì)創(chuàng)建線程來(lái)執(zhí)行的問題。
