【SpringBoot】实现Async异步任务

1. 环境准备

在 Spring Boot 入口类上配置 @EnableAsync 注解开启异步处理。
创建任务抽象类 AbstractTask，并分别配置三个任务方法 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree()。

public abstract class AbstractTask {private static Random random = new Random();public void doTaskOne() throws Exception {System.out.println("开始做任务一");long start = currentTimeMillis();sleep(random.nextInt(10000));long end = currentTimeMillis();System.out.println("完成任务一，耗时：" + (end - start) + "毫秒");}public void doTaskTwo() throws Exception {System.out.println("开始做任务二");long start = currentTimeMillis();sleep(random.nextInt(10000));long end = currentTimeMillis();System.out.println("完成任务二，耗时：" + (end - start) + "毫秒");}public void doTaskThree() throws Exception {System.out.println("开始做任务三");long start = currentTimeMillis();sleep(random.nextInt(10000));long end = currentTimeMillis();System.out.println("完成任务三，耗时：" + (end - start) + "毫秒");}
}

2. 同步调用

下面通过一个简单示例来直观的理解什么是同步调用：

• 定义 Task 类，继承 AbstractTask，三个处理函数分别模拟三个执行任务的操作，操作消耗时间随机取（10 秒内）。

@Component
public class SyncTask extends AbstractTask {
}

• 在 单元测试 用例中，注入 SyncTask 对象，并在测试用例中执行 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree() 三个方法。

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class TaskTest {@Autowiredprivate SyncTask task;@Testpublic void testSyncTasks() throws Exception {task.doTaskOne();task.doTaskTwo();task.doTaskThree();}
}

• 执行单元测试，可以看到类似如下输出：

开始做任务一
完成任务一，耗时：6720毫秒
开始做任务二
完成任务二，耗时：6604毫秒
开始做任务三
完成任务三，耗时：9448毫秒

任务一、任务二、任务三顺序的执行完了，换言之 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree() 三个方法顺序的执行完成。

3. 异步调用

上述的 同步调用 虽然顺利的执行完了三个任务，但是可以看到 执行时间比较长，若这三个任务本身之间 不存在依赖关系，可以 并发执行 的话，同步调用在 执行效率 方面就比较差，可以考虑通过 异步调用 的方式来 并发执行。

• 创建 AsyncTask类，分别在方法上配置 @Async 注解，将原来的 同步方法 变为 异步方法。

@Component
public class AsyncTask extends AbstractTask {@Asyncpublic void doTaskOne() throws Exception {super.doTaskOne();}@Asyncpublic void doTaskTwo() throws Exception {super.doTaskTwo();}@Asyncpublic void doTaskThree() throws Exception {super.doTaskThree();}
}

• 在 单元测试 用例中，注入 AsyncTask 对象，并在测试用例中执行 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree() 三个方法。

@Autowired
private AsyncTask asyncTask;@Test
public void testAsyncTasks() throws Exception {asyncTask.doTaskOne();asyncTask.doTaskTwo();asyncTask.doTaskThree();
}

• 执行单元测试，可以看到类似如下输出：

开始做任务三
开始做任务一
开始做任务二

如果反复执行单元测试，可能会遇到各种不同的结果，比如：

1. 没有任何任务相关的输出
2. 有部分任务相关的输出
3. 乱序的任务相关的输出

原因是目前 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree() 这三个方法已经 异步执行 了。主程序在 异步调用 之后，主程序并不会理会这三个函数是否执行完成了，由于没有其他需要执行的内容，所以程序就 自动结束 了，导致了 不完整 或是 没有输出任务 相关内容的情况。

注意：@Async所修饰的函数不要定义为static类型，这样异步调用不会生效。

4. 异步回调

为了让 doTaskOne()，doTaskTwo()，doTaskThree() 能正常结束，假设我们需要统计一下三个任务 并发执行 共耗时多少，这就需要等到上述三个函数都完成动用之后记录时间，并计算结果。

那么我们如何判断上述三个 异步调用 是否已经执行完成呢？我们需要使用 Future 来返回 异步调用 的 结果。

• 创建 AsyncCallBackTask 类，声明 doTaskOneCallback()，doTaskTwoCallback()，doTaskThreeCallback() 三个方法，对原有的三个方法进行包装。

@Component
public class AsyncCallBackTask extends AbstractTask {@Asyncpublic Future<String> doTaskOneCallback() throws Exception {super.doTaskOne();return new AsyncResult<>("任务一完成");}@Asyncpublic Future<String> doTaskTwoCallback() throws Exception {super.doTaskTwo();return new AsyncResult<>("任务二完成");}@Asyncpublic Future<String> doTaskThreeCallback() throws Exception {super.doTaskThree();return new AsyncResult<>("任务三完成");}
}

• 在 单元测试 用例中，注入 AsyncCallBackTask 对象，并在测试用例中执行 doTaskOneCallback()，doTaskTwoCallback()，doTaskThreeCallback() 三个方法。循环调用 Future 的 isDone() 方法等待三个 并发任务 执行完成，记录最终执行时间。

@Autowired
private AsyncCallBackTask asyncCallBackTask;@Test
public void testAsyncCallbackTask() throws Exception {long start = currentTimeMillis();Future<String> task1 = asyncCallBackTask.doTaskOneCallback();Future<String> task2 = asyncCallBackTask.doTaskTwoCallback();Future<String> task3 = asyncCallBackTask.doTaskThreeCallback();// 三个任务都调用完成，退出循环等待while (!task1.isDone() || !task2.isDone() || !task3.isDone()) {sleep(1000);}long end = currentTimeMillis();System.out.println("任务全部完成，总耗时：" + (end - start) + "毫秒");
}

看看都做了哪些改变：

• 在测试用例一开始记录开始时间；
• 在调用三个异步函数的时候，返回Future类型的结果对象；
• 在调用完三个异步函数之后，开启一个循环，根据返回的Future对象来判断三个异步函数是否都结束了。若都结束，就结束循环；若没有都结束，就等1秒后再判断。
• 跳出循环之后，根据结束时间 - 开始时间，计算出三个任务并发执行的总耗时。

执行一下上述的单元测试，可以看到如下结果：

开始做任务三
开始做任务一
开始做任务二
完成任务二，耗时：2572毫秒
完成任务一，耗时：7333毫秒
完成任务三，耗时：7647毫秒
任务全部完成，总耗时：8013毫秒

可以看到，通过 异步调用，让任务一、任务二、任务三 并发执行，有效的 减少 了程序的 运行总时间。