Spring 异步调用，一行代码实现！舒服，不接受任何反驳~

芋道源码

发布于 2020-05-25 16:26:03

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发布于 2020-05-25 16:26:03

文章被收录于专栏：芋道源码1024

摘要: 原创出处 http://www.iocoder.cn/Spring-Boot/Async-Job/ 「芋道源码」欢迎转载，保留摘要，谢谢！

1. 概述
2. 快速入门
3. 异步回调
4. 异步异常处理器
5. 自定义执行器
666. 彩蛋

本文在提供完整代码示例，可见 https://github.com/YunaiV/SpringBoot-Labs 的 lab-29 目录。原创不易，给点个 Star 嘿，一起冲鸭！

1. 概述

在日常开发中，我们的逻辑都是同步调用，顺序执行。在一些场景下，我们会希望异步调用，将和主线程关联度低的逻辑异步调用，以实现让主线程更快的执行完成，提升性能。例如说：记录用户访问日志到数据库，记录管理员操作日志到数据库中。

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。

考虑到异步调用的可靠性，我们一般会考虑引入分布式消息队列，例如说 RabbitMQ、RocketMQ、Kafka 等等。但是在一些时候，我们并不需要这么高的可靠性，可以使用进程内的队列或者线程池。例如说示例代码如下：

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程池。这里只是临时测试，不要扣艿艿遵守阿里 Java 开发规范，YEAH
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

        // 提交任务到线程池中执行。
        executor.submit(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println("听说我被异步调用了");
            }

        });
    }

}

友情提示：这里说进程内的队列或者线程池，相对不可靠的原因是，队列和线程池中的任务仅仅存储在内存中，如果 JVM 进程被异常关闭，将会导致丢失，未被执行。而分布式消息队列，异步调用会以一个消息的形式，存储在消息队列的服务器上，所以即使 JVM 进程被异常关闭，消息依然在消息队列的服务器上。所以，使用进程内的队列或者线程池来实现异步调用的话，一定要尽可能的保证 JVM 进程的优雅关闭，保证它们在关闭前被执行完成。

在 Spring Framework 的 Spring Task 模块，提供了 @Async 注解，可以添加在方法上，自动实现该方法的异步调用。

? 简单来说，我们可以像使用 @Transactional 声明式事务，使用 Spring Task 提供的 @Async 注解，? 声明式异步。而在实现原理上，也是基于 Spring AOP 拦截，实现异步提交该操作到线程池中，达到异步调用的目的。

如果胖友看过艿艿写的《芋道 Spring Boot 定时任务入门》文章，就会发现 Spring Task 模块，还提供了定时任务的功能。

下面，让我们一起遨游 Spring 异步任务的海洋。

2. 快速入门

示例代码对应仓库：lab-29-async-demo 。

本小节，我们会编写示例，对比同步调用和异步调用的性能差别，并演示 Spring @Async 注解的使用方式。

2.1 引入依赖

在 pom.xml 文件中，引入相关依赖。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.1.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>lab-29-async-demo</artifactId>

    <dependencies>
        <!-- 引入 Spring Boot 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <!-- 方便等会写单元测试 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

因为 Spring Task 是 Spring Framework 的模块，所以在我们引入 spring-boot-web 依赖后，无需特别引入它。

2.2 Application

创建 Application.java 类，配置 @SpringBootApplication 注解。代码如下：

@SpringBootApplication
@EnableAsync // 开启 @Async 的支持
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

在类上添加 @EnableAsync 注解，启用异步功能。

2.3 DemoService

在 cn.iocoder.springboot.lab29.asynctask.service 包路径下，创建 DemoService 类。代码如下：

// DemoService.java

@Service
public class DemoService {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    public Integer execute01() {
        logger.info("[execute01]");
        sleep(10);
        return 1;
    }

    public Integer execute02() {
        logger.info("[execute02]");
        sleep(5);
        return 2;
    }

    private static void sleep(int seconds) {
        try {
            Thread.sleep(seconds * 1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

}

定义了 #execute01() 和 #execute02() 方法，分别 sleep 10 秒和 5 秒，模拟耗时操作。
同时在每个方法里，使用 logger 打印日志，方便我们看到每个方法的开始执行时间，和执行所在线程。

2.4 同步调用测试

创建 DemoServiceTest 测试类，编写 #task01() 方法，同步调用 DemoService 的上述两个方法。代码如下：

// DemoServiceTest.java

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = Application.class)
public class DemoServiceTest {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Autowired
    private DemoService demoService;

    @Test
    public void task01() {
        long now = System.currentTimeMillis();
        logger.info("[task01][开始执行]");

        demoService.execute01();
        demoService.execute02();

        logger.info("[task01][结束执行，消耗时长 {} 毫秒]", System.currentTimeMillis() - now);
    }

}

运行单元测试，执行日志如下：

2019-11-30 14:03:35.820  INFO 64639 --- [           main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest        : [task01][开始执行]
2019-11-30 14:03:35.828  INFO 64639 --- [           main] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute01]
2019-11-30 14:03:45.833  INFO 64639 --- [           main] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute02]
2019-11-30 14:03:50.834  INFO 64639 --- [           main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest        : [task01][结束执行，消耗时长 15014 毫秒]

DemoService 的两个方法，顺序执行，一共消耗 15 秒左右。
DemoService 的两个方法，都在主线程中执行。

2.5 异步调用测试

修改 DemoService 的代码，增加 #execute01() 和 #execute02() 的异步调用。代码如下：

// DemoService.java

@Async
public Integer execute01Async() {
    return this.execute01();
}

@Async
public Integer execute02Async() {
    return this.execute02();
}

额外增加了 #execute01Async() 和 #execute02Async() 方法，主要是不想破坏上面的「2.4 同步调用测试」哈。实际上，可以在 #execute01() 和 #execute02() 方法上，添加 @Async 注解，实现异步调用。

修改 DemoServiceTest 测试类，编写 #task02() 方法，异步调用上述的两个方法。代码如下：

// DemoServiceTest.java

@Test
public void task02() {
    long now = System.currentTimeMillis();
    logger.info("[task02][开始执行]");

    demoService.execute01Async();
    demoService.execute02Async();

    logger.info("[task02][结束执行，消耗时长 {} 毫秒]", System.currentTimeMillis() - now);
}

运行单元测试，执行日志如下：

2019-11-30 15:57:45.809  INFO 69165 --- [           main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest        : [task02][开始执行]
2019-11-30 15:57:45.836  INFO 69165 --- [           main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest        : [task02][结束执行，消耗时长 27 毫秒]

2019-11-30 15:57:45.844  INFO 69165 --- [         task-1] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute01]
2019-11-30 15:57:45.844  INFO 69165 --- [         task-2] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute02]

DemoService 的两个方法，异步执行，所以主线程只消耗 27 毫秒左右。注意，实际这两个方法，并没有执行完成。
DemoService 的两个方法，都在异步的线程池中，进行执行。

2.6 等待异步调用完成测试

在「2.5 异步调用测试」中，两个方法只是发布异步调用，并未执行完成。在一些业务场景中，我们希望达到异步调用的效果，同时主线程阻塞等待异步调用的结果。

修改 DemoService 的代码，增加 #execute01() 和 #execute02() 的异步调用，并返回 Future 对象。代码如下：

// DemoService.java

@Async
public Future<Integer> execute01AsyncWithFuture() {
    return AsyncResult.forValue(this.execute01());
}

@Async
public Future<Integer> execute02AsyncWithFuture() {
    return AsyncResult.forValue(this.execute02());
}

相比「2.5 异步调用测试」的两个方法，我们额外增加调用 AsyncResult#forValue(V value) 方法，返回带有执行结果的 Future 对象。

修改 DemoServiceTest 测试类，编写 #task03() 方法，异步调用上述的两个方法，并阻塞等待执行完成。代码如下：

// DemoServiceTest.java

@Test
public void task03() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long now = System.currentTimeMillis();
    logger.info("[task03][开始执行]");

    // <1> 执行任务
    Future<Integer> execute01Result = demoService.execute01AsyncWithFuture();
    Future<Integer> execute02Result = demoService.execute02AsyncWithFuture();
    // <2> 阻塞等待结果
    execute01Result.get();
    execute02Result.get();

    logger.info("[task03][结束执行，消耗时长 {} 毫秒]", System.currentTimeMillis() - now);
}

<1> 处，异步调用两个方法，并返回对应的 Future 对象。这样，这两个异步调用的逻辑，可以并行执行。
<2> 处，分别调用两个 Future 对象的 #get() 方法，阻塞等待结果。

运行单元测试，执行日志如下：

2019-11-30 16:10:22.226  INFO 69641 --- [           main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest        : [task03][开始执行]

2019-11-30 16:10:22.272  INFO 69641 --- [         task-1] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute01]
2019-11-30 16:10:22.272  INFO 69641 --- [         task-2] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute02]

2019-11-30 16:10:32.276  INFO 69641 --- [           main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest        : [task03][结束执行，消耗时长 10050 毫秒]

DemoService 的两个方法，异步执行，因为主线程阻塞等待执行结果，所以消耗 10 秒左右。当同时有多个异步调用，并阻塞等待执行结果，消耗时长由最慢的异步调用的逻辑所决定。
DemoService 的两个方法，都在异步的线程池中，进行执行。

下面「2.7 应用配置文件」小节，是补充知识，建议看看。

2.7 应用配置文件

在 application.yml 中，添加 Spring Task 定时任务的配置，如下：

spring:
  task:
    # Spring 执行器配置，对应 TaskExecutionProperties 配置类。对于 Spring 异步任务，会使用该执行器。
    execution:
      thread-name-prefix: task- # 线程池的线程名的前缀。默认为 task- ，建议根据自己应用来设置
      pool: # 线程池相关
        core-size: 8 # 核心线程数，线程池创建时候初始化的线程数。默认为 8 。
        max-size: 20 # 最大线程数，线程池最大的线程数，只有在缓冲队列满了之后，才会申请超过核心线程数的线程。默认为 Integer.MAX_VALUE
        keep-alive: 60s # 允许线程的空闲时间，当超过了核心线程之外的线程，在空闲时间到达之后会被销毁。默认为 60 秒
        queue-capacity: 200 # 缓冲队列大小，用来缓冲执行任务的队列的大小。默认为 Integer.MAX_VALUE 。
        allow-core-thread-timeout: true # 是否允许核心线程超时，即开启线程池的动态增长和缩小。默认为 true 。
      shutdown:
        await-termination: true # 应用关闭时，是否等待定时任务执行完成。默认为 false ，建议设置为 true
        await-termination-period: 60 # 等待任务完成的最大时长，单位为秒。默认为 0 ，根据自己应用来设置

在 spring.task.execution 配置项，Spring Task 调度任务的配置，对应 TaskExecutionProperties 配置类。
Spring Boot TaskExecutionAutoConfiguration 自动化配置类，实现 Spring Task 的自动配置，创建 ThreadPoolTaskExecutor 基于线程池的任务执行器。本质上，ThreadPoolTaskExecutor 是基于 ThreadPoolExecutor 的封装，主要增加提交任务，返回 ListenableFuture 对象的功能。

注意，spring.task.execution.shutdown 配置项，是为了实现 Spring Task 异步任务的优雅关闭。我们想象一下，如果异步任务在执行的过程中，如果应用开始关闭，把异步任务需要使用到的 Spring Bean 进行销毁，例如说数据库连接池，那么此时异步任务还在执行中，一旦需要访问数据库，可能会导致报错。

所以，通过配置 await-termination = true ，实现应用关闭时，等待异步任务执行完成。这样，应用在关闭的时，Spring 会优先等待 ThreadPoolTaskScheduler 执行完任务之后，再开始 Spring Bean 的销毁。
同时，又考虑到我们不可能无限等待异步任务全部执行结束，因此可以配置 await-termination-period = 60 ，等待任务完成的最大时长，单位为秒。具体设置多少的等待时长，可以根据自己应用的需要。

3. 异步回调

示例代码对应仓库：lab-29-async-demo 。

? 异步 + 回调，快活似神仙。所以本小节我们来看看，如何在异步调用完成后，实现自定义回调。

考虑到让胖友更加理解 Spring Task 异步回调是如何实现的，我们会在「3.1 AsyncResult」和「3.2 ListenableFutureTask」小节进行部分源码解析，请保持淡定。如果不想看的胖友，可以直接看「3.3 具体示例」小节。

友情提示：该示例，基于「2. 快速入门」的 lab-29-async-demo 的基础上，继续改造。

3.1 AsyncResult

在「2.6 等待异步调用完成测试」中，我们看到了 AsyncResult 类，表示异步结果。返回结果分成两种情况：

执行成功时，调用 AsyncResult#forValue(V value) 静态方法，返回成功的 ListenableFuture 对象。代码如下： // AsyncResult.java @Nullable private final V value; public static <V> ListenableFuture<V> forValue(V value) { return new AsyncResult<>(value, null); }
执行异常时，调用 AsyncResult#forExecutionException(Throwable ex) 静态方法，返回异常的 ListenableFuture 对象。代码如下： // AsyncResult.java @Nullable private final Throwable executionException; public static <V> ListenableFuture<V> forExecutionException(Throwable ex) { return new AsyncResult<>(null, ex); }

同时，AsyncResult 实现了 ListenableFuture 接口，提供异步执行结果的回调处理。这里，我们先来看看 ListenableFuture 接口。代码如下：

// ListenableFuture.java

public interface ListenableFuture<T> extends Future<T> {

    // 添加回调方法，统一处理成功和异常的情况。
    void addCallback(ListenableFutureCallback<? super T> callback);

    // 添加成功和失败的回调方法，分别处理成功和异常的情况。
    void addCallback(SuccessCallback<? super T> successCallback, FailureCallback failureCallback);

    // 将 ListenableFuture 转换成 JDK8 提供的 CompletableFuture 。
    // 这样，后续我们可以使用 ListenableFuture 来设置回调
    // 不了解 CompletableFuture 的胖友，可以看看 https://colobu.com/2016/02/29/Java-CompletableFuture/ 文章。
    default CompletableFuture<T> completable() {
        CompletableFuture<T> completable = new DelegatingCompletableFuture<>(this);
        addCallback(completable::complete, completable::completeExceptionally);
        return completable;
    }

}

看下每个接口方法上的注释。

因为 ListenableFuture 继承了 Future 接口，所以 AsyncResult 也需要实现 Future 接口。这里，我们再来看看 Future 接口。代码如下：

// Future.java
public interface Future<V> {

    // 获取异步执行的结果，如果没有结果可用，此方法会阻塞直到异步计算完成。
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    // 获取异步执行结果，如果没有结果可用，此方法会阻塞，但是会有时间限制，如果阻塞时间超过设定的 timeout 时间，该方法将抛出异常。
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

    // 如果任务执行结束，无论是正常结束或是中途取消还是发生异常，都返回 true 。
    boolean isDone();

    // 如果任务完成前被取消，则返回 true 。
    boolean isCancelled();

    // 如果任务还没开始，执行 cancel(...) 方法将返回 false；
    // 如果任务已经启动，执行 cancel(true) 方法将以中断执行此任务线程的方式来试图停止任务，如果停止成功，返回 true ；
    // 当任务已经启动，执行c ancel(false) 方法将不会对正在执行的任务线程产生影响(让线程正常执行到完成)，此时返回 false ；
    // 当任务已经完成，执行 cancel(...) 方法将返回 false 。
    // mayInterruptRunning 参数表示是否中断执行中的线程。
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

}

如上注释内容，参考自《Java 多线程编程：Callable、Future 和 FutureTask 浅析》文章。

AsyncResult 对 ListenableFuture 定义的 #addCallback(...) 接口方法，实现代码如下：

// AsyncResult.java

@Override
public void addCallback(ListenableFutureCallback<? super V> callback) {
    addCallback(callback, callback);
}

@Override
public void addCallback(SuccessCallback<? super V> successCallback, FailureCallback failureCallback) {
    try {
        if (this.executionException != null) { // <1>
            failureCallback.onFailure(exposedException(this.executionException));
        } else { // <2>
            successCallback.onSuccess(this.value);
        }
    } catch (Throwable ex) { // <3>
        // Ignore
    }
}

// 从 ExecutionException 中，获得原始异常。
private static Throwable exposedException(Throwable original) {
    if (original instanceof ExecutionException) {
        Throwable cause = original.getCause();
        if (cause != null) {
            return cause;
        }
    }
    return original;
}

ListenableFutureCallback 接口，同时继承 SuccessCallback 和 FailureCallback 接口。
<1> 处，如果是异常的结果，调用 FailureCallback 的回调。
<2> 处，如果是正常的结果，调用 SuccessCallback 的回调。
<3> 处，如果回调的逻辑发生异常，直接忽略。? 所有，如果如果有多个回调，如果有一个回调发生异常，不会影响后续的回调。

(⊙o⊙)… 不过有点懵逼的是，不是应该在异步调用执行成功后，才进行回调么？！怎么这里一添加回调方法，就直接执行了？！不要着急，答案在「3.2 ListenableFutureTask」中解答。

实际上，AsyncResult 是作为异步执行的结果。既然是结果，执行就已经完成。所以，在我们调用 #addCallback(...) 接口方法来添加回调时，必然直接使用回调处理执行的结果。

AsyncResult 对 ListenableFuture 定义的 #completable(...) 接口方法，实现代码如下：

// AsyncResult.java

@Override
public CompletableFuture<V> completable() {
    if (this.executionException != null) {
        CompletableFuture<V> completable = new CompletableFuture<>();
        completable.completeExceptionally(exposedException(this.executionException));
        return completable;
    } else {
        return CompletableFuture.completedFuture(this.value);
    }
}

直接将结果包装成 CompletableFuture 对象。

AsyncResult 对 Future 定义的所有方法，实现代码如下：

// AsyncResult.java

@Override
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
    return false; // 因为是 AsyncResult 是执行结果，所以直接返回 false 表示取消失败。
}

@Override
public boolean isCancelled() {
    return false; // 因为是 AsyncResult 是执行结果，所以直接返回 false 表示未取消。
}

@Override
public boolean isDone() {
    return true; // 因为是 AsyncResult 是执行结果，所以直接返回 true 表示已完成。
}

@Override
@Nullable
public V get() throws ExecutionException {
    // 如果发生异常，则抛出该异常。
    if (this.executionException != null) {
        throw (this.executionException instanceof ExecutionException ?
                (ExecutionException) this.executionException :
                new ExecutionException(this.executionException));
    }
    // 如果执行成功，则返回该 value 结果
    return this.value;
}

@Override
@Nullable
public V get(long timeout, TimeUnit unit) throws ExecutionException {
    return get();
}

胖友自己看看代码上的注释。

? 看到这里，相信很多胖友会是一脸懵逼，淡定淡定。看源码这个事儿，总是柳暗花明又一村。

3.2 ListenableFutureTask

在我们调用使用 @Async 注解的方法时，如果方法返回的类型是 ListenableFuture 的情况下，实际方法返回的是 ListenableFutureTask 对象。

感兴趣的胖友，可以看看 AsyncExecutionInterceptor 类、《Spring 异步调用原理及Spring AOP 拦截器链原理》文章。

ListenableFutureTask 类，也实现 ListenableFuture 接口，继承 FutureTask 类，ListenableFuture 的 FutureTask 实现类。

ListenableFutureTask 对 ListenableFuture 定义的 #addCallback(...) 方法，实现代码如下：

// ListenableFutureTask.java

private final ListenableFutureCallbackRegistry<T> callbacks = new ListenableFutureCallbackRegistry<T>();

@Override
public void addCallback(ListenableFutureCallback<? super T> callback) {
    this.callbacks.addCallback(callback);
}

@Override
public void addCallback(SuccessCallback<? super T> successCallback, FailureCallback failureCallback) {
    this.callbacks.addSuccessCallback(successCallback);
    this.callbacks.addFailureCallback(failureCallback);
}

暂存回调到 ListenableFutureCallbackRegistry 中先。? 这样看起来，和我们想象中的异步回调有点像了。

ListenableFutureTask 对 FutureTask 已实现的 #done() 方法，进行重写。实现代码如下：

// ListenableFutureTask.java

@Override
protected void done() {
    Throwable cause;
    try {
       // <1> 获得执行结果
        T result = get();
        // <2.1> 执行成功，执行成功的回调
        this.callbacks.success(result);
        return;
    } catch (InterruptedException ex) { // 如果有中断异常 InterruptedException ，则打断当前线程，并直接返回
        Thread.currentThread().interrupt();
        return;
    } catch (ExecutionException ex) { // 如果有 ExecutionException 异常，获得其真实的异常，并设置到 cause 中
        cause = ex.getCause();
        if (cause == null) {
            cause = ex;
        }
    } catch (Throwable ex) { // 设置异常到 cause 中
        cause = ex;
    }
    // 执行异常，执行异常的回调
    this.callbacks.failure(cause);
}

<1> 处，调用 #get() 方法，获得执行结果。
<2.1> 处，执行成功，执行成功的回调。
<2.2> 处，执行异常，执行异常的回调。

这样一看，是不是对 AsyncResult 和 ListenableFutureTask 就有点感觉了。

3.3 具体示例

下面，让我们来写一个异步回调的示例。修改 DemoService 的代码，增加 #execute02() 的异步调用，并返回 ListenableFuture 对象。代码如下：

// DemoService.java

@Async
public ListenableFuture<Integer> execute01AsyncWithListenableFuture() {
    try {
        return AsyncResult.forValue(this.execute02());
    } catch (Throwable ex) {
        return AsyncResult.forExecutionException(ex);
    }
}

根据执行的结果，包装出成功还是异常的 AsyncResult 对象。

修改 DemoServiceTest 测试类，编写 #task04() 方法，异步调用上述的方法，在塞等待执行完成的同时，添加相应的回调 Callback 方法。代码如下：

// DemoServiceTest.java

@Test
public void task04() throws ExecutionException, InterruptedException {
    long now = System.currentTimeMillis();
    logger.info("[task04][开始执行]");

    // <1> 执行任务
    ListenableFuture<Integer> execute01Result = demoService.execute01AsyncWithListenableFuture();
    logger.info("[task04][execute01Result 的类型是：({})]",execute01Result.getClass().getSimpleName());
    execute01Result.addCallback(new SuccessCallback<Integer>() { // <2.1> 增加成功的回调

        @Override
        public void onSuccess(Integer result) {
            logger.info("[onSuccess][result: {}]", result);
        }

    }, new FailureCallback() { // <2.1> 增加失败的回调

        @Override
        public void onFailure(Throwable ex) {
            logger.info("[onFailure][发生异常]", ex);
        }

    });
    execute01Result.addCallback(new ListenableFutureCallback<Integer>() { // <2.2> 增加成功和失败的统一回调

        @Override
        public void onSuccess(Integer result) {
            logger.info("[onSuccess][result: {}]", result);
        }

        @Override
        public void onFailure(Throwable ex) {
            logger.info("[onFailure][发生异常]", ex);
        }

    });
    // <3> 阻塞等待结果
    execute01Result.get();

    logger.info("[task04][结束执行，消耗时长 {} 毫秒]", System.currentTimeMillis() - now);
}

<1> 处，调用 DemoService#execute01AsyncWithListenableFuture() 方法，异步调用该方法，并返回 ListenableFutureTask 对象。这里，我们看下打印的日志。 2019-11-30 19:17:51.320 INFO 77624 --- [ main] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest : [task04][execute01Result 的类型是：(ListenableFutureTask)]
<2.1> 处，增加成功的回调和失败的回调。
<2.2> 处，增加成功和失败的统一回调。
<3> 处，阻塞等待结果。执行完成后，我们会看到回调被执行，打印日志如下： 2019-11-30 19:17:56.330 INFO 77624 --- [ task-1] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest : [onSuccess][result: 2] 2019-11-30 19:17:56.331 INFO 77624 --- [ task-1] c.i.s.l.a.service.DemoServiceTest : [onSuccess][result: 2]

4. 异步异常处理器

示例代码对应仓库：lab-29-async-demo 。

在《芋道 Spring Boot SpringMVC 入门》的「5. 全局异常处理」中，我们实现了对 SpringMVC 请求异常的全局处理。那么，Spring Task 异步调用异常是否有全局处理呢？答案是有，通过实现 AsyncUncaughtExceptionHandler 接口，达到对异步调用的异常的统一处理。

友情提示：该示例，基于「2. 快速入门」的 lab-29-async-demo 的基础上，继续改造。

4.1 GlobalAsyncExceptionHandler

在 cn.iocoder.springboot.lab29.asynctask.core.async 包路径，创建 GlobalAsyncExceptionHandler 类，全局统一的异步调用异常的处理器。代码如下：

// GlobalAsyncExceptionHandler.java

@Component
public class GlobalAsyncExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Override
    public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
        logger.error("[handleUncaughtException][method({}) params({}) 发生异常]",
                method, params, ex);
    }

}

类上，我们添加了 @Component 注解，考虑到胖友可能会注入一些 Spring Bean 到属性中。
实现 #handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) 方法，打印异常日志。? 这样，后续如果我们接入 ELK ，就可以基于该异常日志进行告警。

注意，AsyncUncaughtExceptionHandler 只能拦截返回类型非 Future 的异步调用方法。通过看 AsyncExecutionAspectSupport#handleError(Throwable ex, Method method, Object... params) 的源码，可以很容易得到这个结论，代码如下：

// AsyncExecutionAspectSupport.java

protected void handleError(Throwable ex, Method method, Object... params) throws Exception {
    // 重点！！！如果返回类型是 Future ，则直接抛出该异常。
    if (Future.class.isAssignableFrom(method.getReturnType())) {
        ReflectionUtils.rethrowException(ex);
    } else {
        // 否则，交给 AsyncUncaughtExceptionHandler 来处理。
        // Could not transmit the exception to the caller with default executor
        try {
            this.exceptionHandler.obtain().handleUncaughtException(ex, method, params);
        } catch (Throwable ex2) {
            logger.warn("Exception handler for async method '" + method.toGenericString() +
                    "' threw unexpected exception itself", ex2);
        }
    }
}

对了，AsyncExecutionAspectSupport 是 AsyncExecutionInterceptor 的父类哟。

所以哟，返回类型为 Future 的异步调用方法，需要通过「3. 异步回调」来处理。

4.2 AsyncConfig

在 cn.iocoder.springboot.lab29.asynctask.config 包路径，创建 AsyncConfig 类，配置异常处理器。代码如下：

// AsyncConfig.java

@Configuration
@EnableAsync // 开启 @Async 的支持
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {

    @Autowired
    private GlobalAsyncExceptionHandler exceptionHandler;

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        return null;
    }

    @Override
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
        return exceptionHandler;
    }

}

在类上添加 @EnableAsync 注解，启用异步功能。这样「2. Application」的 @EnableAsync 注解，也就可以去掉了。
实现 AsyncConfigurer 接口，实现异步相关的全局配置。? 此时此刻，胖友有没想到 SpringMVC 的 WebMvcConfigurer 接口。
实现 #getAsyncUncaughtExceptionHandler() 方法，返回我们定义的 GlobalAsyncExceptionHandler 对象。
实现 #getAsyncExecutor() 方法，返回 Spring Task 异步任务的默认执行器。这里，我们返回了 null ，并未定义默认执行器。所以最终会使用 TaskExecutionAutoConfiguration 自动化配置类创建出来的 ThreadPoolTaskExecutor 任务执行器，作为默认执行器。

4.3 DemoService

修改 DemoService 的代码，增加 #zhaoDaoNvPengYou(...) 的异步调用。代码如下：

// DemoService.java

@Async
public Integer zhaoDaoNvPengYou(Integer a, Integer b) {
    throw new RuntimeException("程序员不需要女朋友");
}

直接给想要找女朋友的程序员，抛出该异常。

4.4 简单测试

修改 DemoServiceTest 测试类，编写 #testZhaoDaoNvPengYou() 方法，异步调用上述的方法。代码如下：

// DemoServiceTest.java

@Test
public void testZhaoDaoNvPengYou() throws InterruptedException {
    demoService.zhaoDaoNvPengYou(1, 2);

    // sleep 1 秒，保证异步调用的执行
    Thread.sleep(1000);
}

运行单元测试，执行日志如下：

2019-11-30 09:22:52.962 ERROR 86590 --- [         task-1] .i.s.l.a.c.a.GlobalAsyncExceptionHandler : [handleUncaughtException][method(public java.lang.Integer cn.iocoder.springboot.lab29.asynctask.service.DemoService.zhaoDaoNvPengYou(java.lang.Integer,java.lang.Integer)) params([1, 2]) 发生异常]

java.lang.RuntimeException: 程序员不需要女朋友

? 异步调用的异常成功被 GlobalAsyncExceptionHandler 拦截。

5. 自定义执行器

示例代码对应仓库：lab-29-async-two 。

在「2. 快速入门」中，我们使用 Spring Boot TaskExecutionAutoConfiguration 自动化配置类，实现自动配置 ThreadPoolTaskExecutor 任务执行器。

本小节，我们希望两个自定义 ThreadPoolTaskExecutor 任务执行器，实现不同方法，分别使用这两个 ThreadPoolTaskExecutor 任务执行器。

友情提示：考虑到不破坏上面入门的示例，所以我们新建了 lab-29-async-two 项目。

5.1 引入依赖

在 pom.xml 文件中，引入相关依赖。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.2.1.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>lab-29-async-demo</artifactId>

    <dependencies>
        <!-- 引入 Spring Boot 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <!-- 方便等会写单元测试 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

和「2.1 引入依赖」一致。

5.2 应用配置文件

在 application.yml 中，添加 Spring Task 定时任务的配置，如下：

spring:
  task:
    # Spring 执行器配置，对应 TaskExecutionProperties 配置类。对于 Spring 异步任务，会使用该执行器。
    execution-one:
      thread-name-prefix: task-one- # 线程池的线程名的前缀。默认为 task- ，建议根据自己应用来设置
      pool: # 线程池相关
        core-size: 8 # 核心线程数，线程池创建时候初始化的线程数。默认为 8 。
        max-size: 20 # 最大线程数，线程池最大的线程数，只有在缓冲队列满了之后，才会申请超过核心线程数的线程。默认为 Integer.MAX_VALUE
        keep-alive: 60s # 允许线程的空闲时间，当超过了核心线程之外的线程，在空闲时间到达之后会被销毁。默认为 60 秒
        queue-capacity: 200 # 缓冲队列大小，用来缓冲执行任务的队列的大小。默认为 Integer.MAX_VALUE 。
        allow-core-thread-timeout: true # 是否允许核心线程超时，即开启线程池的动态增长和缩小。默认为 true 。
      shutdown:
        await-termination: true # 应用关闭时，是否等待定时任务执行完成。默认为 false ，建议设置为 true
        await-termination-period: 60 # 等待任务完成的最大时长，单位为秒。默认为 0 ，根据自己应用来设置
    # Spring 执行器配置，对应 TaskExecutionProperties 配置类。对于 Spring 异步任务，会使用该执行器。
    execution-two:
      thread-name-prefix: task-two- # 线程池的线程名的前缀。默认为 task- ，建议根据自己应用来设置
      pool: # 线程池相关
        core-size: 8 # 核心线程数，线程池创建时候初始化的线程数。默认为 8 。
        max-size: 20 # 最大线程数，线程池最大的线程数，只有在缓冲队列满了之后，才会申请超过核心线程数的线程。默认为 Integer.MAX_VALUE
        keep-alive: 60s # 允许线程的空闲时间，当超过了核心线程之外的线程，在空闲时间到达之后会被销毁。默认为 60 秒
        queue-capacity: 200 # 缓冲队列大小，用来缓冲执行任务的队列的大小。默认为 Integer.MAX_VALUE 。
        allow-core-thread-timeout: true # 是否允许核心线程超时，即开启线程池的动态增长和缩小。默认为 true 。
      shutdown:
        await-termination: true # 应用关闭时，是否等待定时任务执行完成。默认为 false ，建议设置为 true
        await-termination-period: 60 # 等待任务完成的最大时长，单位为秒。默认为 0 ，根据自己应用来设置

在 spring.task 配置项下，我们新增了 execution-one 和 execution-two 两个执行器的配置。在格式上，我们保持和在「2.7 应用配置文件」看到的 spring.task.exeuction 一致，方便我们后续复用 TaskExecutionProperties 属性配置类来映射。

5.3 AsyncConfig

在 cn.iocoder.springboot.lab29.asynctask.config 包路径，创建 AsyncConfig 类，配置两个执行器。代码如下：

// AsyncConfig.java

@Configuration
@EnableAsync // 开启 @Async 的支持
public class AsyncConfig {

    public static final String EXECUTOR_ONE_BEAN_NAME = "executor-one";
    public static final String EXECUTOR_TWO_BEAN_NAME = "executor-two";

    @Configuration
    public static class ExecutorOneConfiguration {

        @Bean(name = EXECUTOR_ONE_BEAN_NAME + "-properties")
        @Primary
        @ConfigurationProperties(prefix = "spring.task.execution-one") // 读取 spring.task.execution-one 配置到 TaskExecutionProperties 对象
        public TaskExecutionProperties taskExecutionProperties() {
            return new TaskExecutionProperties();
        }

        @Bean(name = EXECUTOR_ONE_BEAN_NAME)
        public ThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor() {
            // 创建 TaskExecutorBuilder 对象
            TaskExecutorBuilder builder = createTskExecutorBuilder(this.taskExecutionProperties());
            // 创建 ThreadPoolTaskExecutor 对象
            return builder.build();
        }

    }

    @Configuration
    public static class ExecutorTwoConfiguration {

        @Bean(name = EXECUTOR_TWO_BEAN_NAME + "-properties")
        @ConfigurationProperties(prefix = "spring.task.execution-two") // 读取 spring.task.execution-two 配置到 TaskExecutionProperties 对象
        public TaskExecutionProperties taskExecutionProperties() {
            return new TaskExecutionProperties();
        }

        @Bean(name = EXECUTOR_TWO_BEAN_NAME)
        public ThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor() {
            // 创建 TaskExecutorBuilder 对象
            TaskExecutorBuilder builder = createTskExecutorBuilder(this.taskExecutionProperties());
            // 创建 ThreadPoolTaskExecutor 对象
            return builder.build();
        }

    }

    private static TaskExecutorBuilder createTskExecutorBuilder(TaskExecutionProperties properties) {
        // Pool 属性
        TaskExecutionProperties.Pool pool = properties.getPool();
        TaskExecutorBuilder builder = new TaskExecutorBuilder();
        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());
        // Shutdown 属性
        TaskExecutionProperties.Shutdown shutdown = properties.getShutdown();
        builder = builder.awaitTermination(shutdown.isAwaitTermination());
        builder = builder.awaitTerminationPeriod(shutdown.getAwaitTerminationPeriod());
        // 其它基本属性
        builder = builder.threadNamePrefix(properties.getThreadNamePrefix());
//        builder = builder.customizers(taskExecutorCustomizers.orderedStream()::iterator);
//        builder = builder.taskDecorator(taskDecorator.getIfUnique());
        return builder;
    }

}

参考 Spring Boot TaskExecutionAutoConfiguration 自动化配置类，我们创建了 ExecutorOneConfiguration 和 ExecutorTwoConfiguration 配置类，来分别创建 Bean 名字为 executor-one 和 executor-two 两个执行器。

5.4 DemoService

在 cn.iocoder.springboot.lab29.asynctask.service 包路径下，创建 DemoService 类。代码如下：

// DemoService.java

@Service
public class DemoService {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @Async(AsyncConfig.EXECUTOR_ONE_BEAN_NAME)
    public Integer execute01() {
        logger.info("[execute01]");
        return 1;
    }

    @Async(AsyncConfig.EXECUTOR_TWO_BEAN_NAME)
    public Integer execute02() {
        logger.info("[execute02]");
        return 2;
    }

}

在 @Async 注解上，我们设置了其使用的执行器的 Bean 名字。

5.5 简单测试

创建 DemoServiceTest 测试类，编写 #testExecute() 方法，异步调用 DemoService 的上述两个方法。代码如下：

// DemoServiceTest.java

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = Application.class)
public class DemoServiceTest {

    @Autowired
    private DemoService demoService;

    @Test
    public void testExecute() throws InterruptedException {
        demoService.execute01();
        demoService.execute02();

        // sleep 1 秒，保证异步调用的执行
        Thread.sleep(1000);
    }

}

运行单元测试，执行日志如下：

2019-11-30 10:25:53.068  INFO 89290 --- [     task-one-1] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute01]
2019-11-30 10:25:53.068  INFO 89290 --- [     task-two-1] c.i.s.l.asynctask.service.DemoService    : [execute02]

从日志中，我们可以看到，#execute01() 方法在 executor-one 执行器中执行，而 #execute02() 方法在 executor-two 执行器中执行。符合预期~

666. 彩蛋

? 发现自己真是一个啰嗦的老男孩，挺简单一东西，结果又写了老长一篇。不过最后还是要唠叨下，如果胖友使用 Spring Task 的异步任务，一定要注意两个点：

JVM 应用的正常优雅关闭，保证异步任务都被执行完成。
编写异步异常处理器 GlobalAsyncExceptionHandler ，记录异常日志，进行监控告警。

嗯~~~如果觉得不过瘾的胖友，可以再去看看《Spring Framework Documentation —— Task Execution and Scheduling》文档。

不过呢，Spring Task 异步任务，在项目中使用的并不多，更多的选择，还是可靠的分布式队列，嘿嘿。当然，艿艿在自己的开源项目 onemall 中，使用 AccessLogInterceptor 拦截器，记录访问日志到数据库。因为访问日志更多是用于监控和排查问题，所以即使有一定的丢失，影响也不大。

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原始发表：2020-05-21，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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