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面试官问我Java异步编程用过吗？我直接说了6种方式！

news 2025/9/7 9:13:46

文章目录

线程池 + Runnable/Callable
线程池 + Future
CompletableFuture
线程池 + @Async注解
Spring 事件
- 创建事件
- 事件发布者
- 事件监听器
- 调用事件
消息队列
- 生产者
- 消费者

在实际开发中有些耗时操作，或者对主流程不是那么重要的逻辑，可以通过异步的方式去执行，从而提高主逻辑的效率。常见的场景比如下单成功后短信或者小程序内通知用户，这个过程其实可以走异步，最坏的情况是没通知到用户，这个情况是可以接受的，只要下单成功了就行。下面介绍几种常见的异步编程的方式：
PS：忽略下方创建线程池的方式，主要看如何实现异步编程

线程池 + Runnable/Callable

这种方式在主线程中引入线程池，通过线程池进行异步操作。

public class AsyncThread{private static ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();public static void main(String[] args) {System.out.println("主线程开始");executorService.submit(() -> {System.out.println("这是一个异步线程");});System.out.println("主线程结束");}
}-- 控制台打印结果
主线程开始
主线程结束
这是一个异步线程

可能有人有疑问为什么不直接new Thread()，主要原因是频繁创建线程，销毁非常耗费系统资源。线程池是池化技术，可以更好的管理池内线程的生命周期。但是这种实现方式不能满足一些特殊场景，比如需要异步任务的返回值。

线程池 + Future

Future是JUC并发包提供的，它的出现解决了异步任务需要返回值的问题。

public class FutureTest {ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);public static void main(String[] args) {System.out.println("主线程开始");new FutureManager().execute();System.out.println("主线程结束");}@SneakyThrowspublic String execute() {Future<String> future = executorService.submit(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {System.out.println("这是一个异步线程开始");Thread.sleep(2000);System.out.println("这是一个异步线程结束");return "这是一个异步线程返回的结果";}});String result = "默认返回值";// 放开注释，会阻塞主线程
//        result = future.get();return result;}
}-- 不获取结果 控制台打印结果
主线程开始
主线程结束
这是一个异步线程开始
这是一个异步线程结束-- 阻塞获取结果 控制台打印结果
主线程开始
这是一个异步线程开始
这是一个异步线程结束
主线程结束

Future虽然可以获得异步任务的结果，但是缺点也很明显，主要缺点如下：

获取结果需要阻塞主线程
异步任务出现异常，主线程无法感知
多个Future之间相互独立，如果多个异步任务的返回值有依赖关系，就不能满足需求

CompletableFuture

CompletableFuture也是JUC并发包中的类，它可以让多个Future进行编排。

public class CompletableFutureTest {/*** thenAccept子任务和父任务公用同一个线程*/@SneakyThrowspublic static void thenRunAsync() {CompletableFuture<Integer> fristFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread() + " fristFuture ....");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}return 1;});CompletableFuture<Void> secondFuture = fristFuture.thenRunAsync(() -> {System.out.println(Thread.currentThread() + " secondFuture ...");});//等待任务1执行完成System.out.println("fristFuture结果->" + fristFuture.get());//等待任务2执行完成System.out.println("secondFuture结果->" + secondFuture.get());}public static void main(String[] args) {System.out.println("主线程开始");thenRunAsync();System.out.println("主线程结束");}}-- 控制台打印结果
主线程开始
Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-3,5,main] fristFuture ....
Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-5,5,main] secondFuture ...
fristFuture结果->1
secondFuture结果->null
主线程结束

以上示例fristFuture与secondFuture两个任务简历联系，后者需要前者执行完在执行。可以实际运行一下看下效果。大概流程是示例代码的11行会阻塞在那里，而不会先打印Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-5,5,main] secondFuture … 原因是secondFuture依赖于fristFuture，fristFuture执行结束后才会往下执行。

CompletableFuture没有配合线程池使用的原因是，CompletableFuture默认使用的是ForkJoinPool.commonPool，从打印的结果可以清楚的看出来。ForkJoinPool的好处是可以自己管理线程池，当没有太多任务需要执行时，它会自己关闭一些线程，释放资源。

线程池 + @Async注解

**@Async注解建议配合线程池使用，使用时没有指定线程池，会使用默认的SimpleAsyncTaskExecutor，它并不是真正的线程池，每次都是创建新的线程执行任务，不会复用线程。最主要的是它没最大线程数的限制，并发大的时候容易产生性能问题。**下面是一个示例：

首先需要自定义一个线程池，加上@EnableAsync和@Configuration，这样可以不用在启动类上加@EnableAsync。

@EnableAsync
@Configuration
public class TaskPoolConfig {@Bean("taskExecutor")public Executor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();threadPoolTaskExecutor.setCorePoolSize(Runtime.getRuntime().availableProcessors());threadPoolTaskExecutor.setMaxPoolSize(Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2);threadPoolTaskExecutor.setQueueCapacity(100);threadPoolTaskExecutor.setKeepAliveSeconds(60);threadPoolTaskExecutor.setThreadNamePrefix("taskExecutor-");threadPoolTaskExecutor.setAwaitTerminationSeconds(60);threadPoolTaskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());return threadPoolTaskExecutor;}
}

在需要异步的方法上加上@Async注解，并指定线程池即可。

@Service
public class AsyncServiceImpl implements AsyncService {@Override@Async("taskExecutor")public MessageResult sendSms(String callPrefix, String mobile, String actionType, String content) {// 业务逻辑}}

Spring 事件

Spring的事件原理是在某个地方抛出一个事件，通过Spring的监听机制监听到该事件，进而做出业务逻辑的处理。这个过程需要有3个步骤：创建事件，发布事件，监听事件。

创建事件

首先，我们创建一个自定义的事件，继承自ApplicationEvent：

import org.springframework.context.ApplicationEvent;public class MyEvent extends ApplicationEvent {public MyEvent(Object source) {super(source);}
}

事件发布者

然后，我们创建一个事件发布者，它会发布我们刚刚创建的MyEvent事件：

import org.springframework.context.ApplicationEventPublisher;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class MyEventPublisher {private final ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher;public MyEventPublisher(ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) {this.applicationEventPublisher = applicationEventPublisher;}public void publishEvent() {MyEvent myEvent = new MyEvent(this);applicationEventPublisher.publishEvent(myEvent);}
}

事件监听器

接下来，我们创建一个事件监听器，它会监听并处理我们的MyEvent事件：

import org.springframework.context.event.EventListener;
import org.springframework.stereotype.Component;@Component
public class MyEventListener {@EventListenerpublic void handleMyEvent(MyEvent event) {System.out.println("MyEvent received");}
}

调用事件

在主程序中调用事件发布者的publishEvent方法来发布事件：

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;public class Main {public static void main(String[] args) {AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();context.register(MyEventPublisher.class);context.register(MyEventListener.class);context.refresh();MyEventPublisher publisher = context.getBean(MyEventPublisher.class);publisher.publishEvent();}
}

消息队列

消息队列在异步的场景下使用非常的广泛。以下以RabbitMQ为例。

生产者

@Component
public class Producer {@AutowiredAmqpTemplate amqpTemplate;public void sendCallbackMessage(MessageRequest message) {amqpTemplate.convertAndSend(QueueEnum.QUEUE_NAME.getExchange(), QueueEnum.QUEUE_NAME.getRoutingKey(), JSONObject.toJsonString(message), new MessagePostProcessor() {@Overridepublic Message postProcessMessage(Message message) throws Exception {// xxxxxreturn message;}});}
}

消费者

@Component
@RabbitListener(queues = "message.order", containerFactory = "listenerContainerFactory")
public class Consumer {@RabbitHandlerpublic void handle(String json, Channel channel, @Headers Map<String, Object> map) throws Exception {// 校验逻辑，比如业务校验，请求头检验try {        //执行业务逻辑//消息消息成功手动确认，对应消息确认模式acknowledge-mode: manualchannel.basicAck((Long) map.get(Headers.SUCCESS), false);} catch (Exception e) {log.error("消费失败 -> {}", e);}}
}