浅谈java开启异步线程的几种方法
整体描述
在java中异步线程很重要，比如在业务流处理时，需要通知硬件设备，发短信通知用户，或者需要上传一些图片资源到其他服务器这种耗时的操作，在主线程里处理会阻塞整理流程，而且我们也不需要等待处理结果之后再进行下一步操作，这时候就可以使用异步线程进行处理，这样主线程不会因为这些耗时的操作而阻塞，保证主线程的流程可以正常进行。
最近在项目中使用了很多线程的操作，在这做个记录。
实现方法
线程的操作，是java中最重要的部分之一，实现线程操作也有很多种方法，这里仅介绍几种常用的。在springboot框架中，可以使用注解简单实现线程的操作，还有AsyncManager的方式，如果需要复杂的线程操作，可以使用线程池实现。下面根据具体方法进行介绍。
一、注解@Async
springboot框架的注解，使用时也有一些限制，这个在网上也有很多介绍，@Async注解不能在类本身直接调用，在springboot框架中，可以使用单独的Service实现异步方法，然后在其他的类中调用该Service中的异步方法即可，具体如下：
1. 添加注解
在springboot的config中添加 @EnableAsync注解，开启异步线程功能
package com.thcb.boot.config;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
/**
* MyConfig
*
* @author thcb
*/
@Configuration
@EnableAsync
public class MyConfig {
// 自己配置的Config
}
2. 创建异步方法Service和实现类
使用service实现耗时的方法
Service类：
package com.thcb.execute.service;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
/**
* IExecuteService
*
* @author thcb
*/
public interface IExecuteService {
/**
* 一些耗时的操作，使用单独线程处理
* 这里就简单写了一个sleep5秒的操作
*/
@Async
public void sleepingTest();
}
Service实现类：
package com.thcb.execute.service.impl;
import com.thcb.execute.service.IExecuteService;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Service;
/**
* ExecuteService业务层处理
*
* @author thcb
*/
@Service
public class ExecuteServiceImpl implements IExecuteService {
private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ExecuteServiceImpl.class);
@Override
public void sleepingTest() {
log.info("SleepingTest start");
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
log.error("SleepingTest:" + e.toString());
}
log.info("SleepingTest end");
}
}
3. 调用异步方法
这里根据Springboot的框架，在controller层调用，并使用log查看是否时异步结果。
controller：
package com.thcb.boot.controller;
import com.thcb.execute.service.IExecuteService;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
/**
* TestController
*
* @author thcb
*/
@RestController
public class TestController {
private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(TestController.class);
@Autowired
private IExecuteService executeService;
@RequestMapping("/test")
public String test() {
return "spring boot";
}
@RequestMapping("/executeTask")
public String executeTask() {
log.info("executeTask Start!");
executeService.sleepingTest();
log.info("executeTask End!");
return "executeTask";
}
}
在log查看结果：
接口直接返回了executeTask，并log出executeTask End！在5秒之后，log打出SleepingTest end，说明使用了异步线程处理了executeService.sleepingTest的方法。
二、AsyncManager
使用AsyncManager方法，也是SpringBoot框架中带的任务管理器，可以实现异步线程。
1. 创建AsyncManager类
使用AsyncManager首先需要创建一个AsyncManager类，这个在springboot框架中应该也是有的：
/**
* 异步任务管理器
*
* @author thcb
*/
public class AsyncManager {
/**
* 操作延迟10毫秒
*/
private final int OPERATE_DELAY_TIME = 10;
/**
* 异步操作任务调度线程池
*/
private ScheduledExecutorService executor = SpringUtils.getBean("scheduledExecutorService");
/**
* 单例模式
*/
private AsyncManager() {
}
private static AsyncManager me = new AsyncManager();
public static AsyncManager me() {
return me;
}
/**
* 执行任务
*
* @param task 任务
*/
public void execute(TimerTask task) {
executor.schedule(task, OPERATE_DELAY_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
/**
* 停止任务线程池
*/
public void shutdown() {
Threads.shutdownAndAwaitTermination(executor);
}
}
2. 创建一个耗时的操作类
这里同样需要创建一个耗时的操作，也是用sleep模拟：
public TimerTask sleepingTest() {
return new TimerTask() {
@Override
public void run() {
// 耗时操作
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
log.error("SleepingTest:" + e.toString());
}
}
};
}
3. 执行异步操作
使用AsyncManager执行异步操作也比较简单，直接调用即可：
// 异步线程池
AsyncManager.me().execute(sleepingTest());
三、线程池
使用线程池可以设定更多的参数，线程池在网上也有很多详细的介绍，在这我只介绍一种，带拒绝策略的线程池。
1. 创建线程池
创建带有拒绝策略的线程池，并设定核心线程数，最大线程数，队列数和超出核心线程数量的线程存活时间：
/**
* 线程池信息： 核心线程数量5，最大数量10，队列大小20，超出核心线程数量的线程存活时间：30秒， 指定拒绝策略的
*/
private static final ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5, 10, 30, TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(20), new RejectedExecutionHandler() {
@Override
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
log.error("有任务被拒绝执行了");
}
});
2. 创建一个耗时的操作类
由于线程池需要传入一个Runnable，所以此类继承Runnable，还是用sleep模拟耗时操作。
/**
* 耗时操作
*/
static class MyTask implements Runnable {
private int taskNum;
public MyTask(int num) {
this.taskNum = num;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("正在执行task " + taskNum);
try {
Thread.sleep(4000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("task " + taskNum + "执行完毕");
}
}
3. 执行线程池
开启线程池，这里通过一个for循环模拟一下，可以看一下log输出，有兴趣的可以修改一下for循环和sleep的数值，看看线程池具体的操作和拒绝流程。
for (int i = 0; i < 20; i++) {
MyTask myTask = new MyTask(i);
threadPoolExecutor.execute(myTask);
System.out.println("线程池中线程数目：" + threadPoolExecutor.getPoolSize() + "，队列中等待执行的任务数目：" +
threadPoolExecutor.getQueue().size() + "，已执行完别的任务数目：" + threadPoolExecutor.getCompletedTaskCount());
}
threadPoolExecutor.shutdown();
总结
在此写一些线程操作需要注意的地方：
- 线程数量和cpu有关，使用线程时一定要注意线程的释放，否则会导致cpu线程数量耗尽；
- 使用注解完成的线程操作，不可以在自己的类中实现调用，因为注解最后也是通过代理的方式完成异步线程的，最好时在单独的一个service中写；
- 线程池最好单独写，使用static和final修饰，保证所有使用该线程池的地方使用的是一个线程池，而不能每次都new一个线程池出来，每次都new一个就没有意义了。
以上就是三种线程池的操作，写的不算很详细，有兴趣的同学可以自己在深入研究一下，还有Java8新加的CompletableFuture，可以单独写一篇文章了，在此篇就不再介绍了:)