Java中5種異步實(shí)現(xiàn)的方式詳解

第Java中5種異步實(shí)現(xiàn)的方式詳解目錄一、什么是異步二、線程異步三、Future異步四、CompletableFuture異步五、SpringBoot@Async異步六、Guava異步

一、什么是異步

首先我們先來看看一個同步的用戶注冊例子，流程如下：

在同步操作中，我們執(zhí)行到插入數(shù)據(jù)庫的時候，我們必須等待這個方法徹底執(zhí)行完才能執(zhí)行發(fā)送短信這個操作，如果插入數(shù)據(jù)庫這個動作執(zhí)行時間較長，發(fā)送短信需要等待，這就是典型的同步場景。

于是聰明的人們開始思考，如果兩者關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，能不能將一些非核心業(yè)務(wù)從主流程中剝離出來，于是有了異步編程雛形，改進(jìn)后的流程如下：

這就是異步編程，它是程序并發(fā)運(yùn)行的一種手段，它允許多個事件同時發(fā)生，當(dāng)程序調(diào)用需要長時間運(yùn)行的方法時，它不會阻塞當(dāng)前的執(zhí)行流程，程序可以繼續(xù)運(yùn)行。

在聊完異步編程后，那么我們一起來看看Java里面實(shí)現(xiàn)異步編程究竟有哪些方式呢？

二、線程異步

在Java語言中最簡單使用異步編程的方式就是創(chuàng)建一個線程來實(shí)現(xiàn)，如果你使用的JDK版本是8以上的話，可以使用Lambda表達(dá)式會更加簡潔。

publicclassAsyncThreadextendsThread{

@Override

publicvoidrun(){

System.out.println("當(dāng)前線程名稱:"+this.getName()+",執(zhí)行線程名稱:"+Thread.currentThread().getName()+"-hello");

publicstaticvoidmain(String[]args){

//模擬業(yè)務(wù)流程

//.......

//創(chuàng)建異步線程

AsyncThreadasyncThread=newAsyncThread();

//啟動異步線程

asyncThread.start();

}

當(dāng)然如果每次都創(chuàng)建一個Thread線程，頻繁的創(chuàng)建、銷毀，浪費(fèi)系統(tǒng)資源，我們可以采用線程池：

privateExecutorServiceexecutor=Executors.newCachedThreadPool();

publicvoidfun()throwsException{

executor.submit(newRunnable(){

@override

publicvoidrun(){

try{

//要執(zhí)行的業(yè)務(wù)代碼，我們這里沒有寫方法，可以讓線程休息幾秒進(jìn)行測試

Thread.sleep(10000);

System.out.print("睡夠啦~");

}catch(Exceptione){

thrownewRuntimeException("報錯啦??！");

將業(yè)務(wù)邏輯封裝到Runnable或Callable中，交由線程池來執(zhí)行。

三、Future異步

上述方式雖然達(dá)到了多線程并行處理，但有些業(yè)務(wù)不僅僅要執(zhí)行過程，還要獲取執(zhí)行結(jié)果，后續(xù)提供在JUC包增加了Future。

從字面意思理解就是未來的意思，但使用起來卻著實(shí)有點(diǎn)雞肋，并不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的異步，獲取結(jié)果時需要阻塞線程，或者不斷輪詢。

@Test

publicvoidfutureTest()throwsException{

System.out.println("main函數(shù)開始執(zhí)行");

ExecutorServiceexecutor=Executors.newFixedThreadPool(1);

FutureIntegerfuture=executor.submit(newCallableInteger(){

@Override

publicIntegercall()throwsException{

System.out.println("===taskstart===");

Thread.sleep(5000);

System.out.println("===taskfinish===");

return3;

//這里需要返回值時會阻塞主線程，如果不需要返回值使用是OK的。倒也還能接收

//Integerresult=future.get();

System.out.println("main函數(shù)執(zhí)行結(jié)束");

System.in.read();

}

四、CompletableFuture異步

Future類通過get()方法阻塞等待獲取異步執(zhí)行的運(yùn)行結(jié)果，性能比較差。

JDK1.8中，Java提供了CompletableFuture類，它是基于異步函數(shù)式編程。相對阻塞式等待返回結(jié)果，CompletableFuture可以通過回調(diào)的方式來處理計(jì)算結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了異步非阻塞，性能更優(yōu)。

CompletableFuture實(shí)現(xiàn)了Future和CompletionStage接口，并提供了多種實(shí)現(xiàn)異步編程的方法，如supplyAsync,runAsync以及thenApplyAsync。

下面我們使用CompletableFuture來實(shí)現(xiàn)上面的例子：

CompletableFutureLongcompletableFuture=CompletableFuture.supplyAsync(()-factorial(number));

while(!completableFuture.isDone()){

System.out.println("CompletableFutureisnotfinishedyet...");

longresult=completableFuture.get();

我們不需要顯式使用ExecutorService，CompletableFuture內(nèi)部使用了ForkJoinPool來處理異步任務(wù)，這使得我們的代碼變的更簡潔。

五、SpringBoot@Async異步

在@Async注解之前，使用多線程需要使用JDK的原生方法，非常麻煩，當(dāng)有了@Async之后就比較簡單了。

首先，使用@EnableAsync啟用異步注解:

@SpringBootApplication

@EnableAsync

publicclassStartApplication{

publicstaticvoidmain(String[]args){

SpringApplication.run(StartApplication.class,args);

}

自定義線程池：

@Configuration

@Slf4j

publicclassThreadPoolConfiguration{

@Bean(name="defaultThreadPoolExecutor",destroyMethod="shutdown")

publicThreadPoolExecutorsystemCheckPoolExecutorService(){

returnnewThreadPoolExecutor(3,10,60,TimeUnit.SECONDS,

newLinkedBlockingQueueRunnable(10000),

newThreadFactoryBuilder().setNameFormat("default-executor-%d").build(),

(r,executor)-log.error("systempoolisfull!"));

}

在異步處理的方法上添加注解@Async，當(dāng)對execute方法調(diào)用時，通過自定義的線程池defaultThreadPoolExecutor異步化執(zhí)行execute方法

@Service

publicclassAsyncServiceImplimplementsAsyncService{

@Async("defaultThreadPoolExecutor")

publicBooleanexecute(Integernum){

System.out.println("線程："+Thread.currentThread().getName()+",任務(wù)："+num);

returntrue;

}

用@Async注解標(biāo)記的方法，稱為異步方法。在springboot應(yīng)用中使用@Async很簡單：

調(diào)用異步方法類上或者啟動類加上注解@EnableAsync在需要被異步調(diào)用的方法外加上@Async所使用的@Async注解方法的類對象應(yīng)該是Spring容器管理的bean對象；

六、Guava異步

Guava提供了ListenableFuture類來執(zhí)行異步操作

1.首先我們需要添加guava的maven依賴：

dependency

groupIdcom.google.guava/groupId

artifactIdguava/artifactId

version28.2-jre/version

/dependency

2.現(xiàn)在我們使用ListenableFuture來實(shí)現(xiàn)我們之前的例子:

ExecutorServicethreadpool=Executors.newCachedThreadPool();

ListeningExecutorServiceservice=MoreExecutors.listeningDecorator(threadpool);

ListenableFutureLon