Java中5种异步实现的方式详解

第Java中5种异步实现的方式详解目录一、什么是异步二、线程异步三、Future异步四、CompletableFuture异步五、SpringBoot@Async异步六、Guava异步

一、什么是异步

首先我们先来看看一个同步的用户注册例子，流程如下：

在同步操作中，我们执行到插入数据库的时候，我们必须等待这个方法彻底执行完才能执行发送短信这个操作，如果插入数据库这个动作执行时间较长，发送短信需要等待，这就是典型的同步场景。

于是聪明的人们开始思考，如果两者关联性不强，能不能将一些非核心业务从主流程中剥离出来，于是有了异步编程雏形，改进后的流程如下：

这就是异步编程，它是程序并发运行的一种手段，它允许多个事件同时发生，当程序调用需要长时间运行的方法时，它不会阻塞当前的执行流程，程序可以继续运行。

在聊完异步编程后，那么我们一起来看看Java里面实现异步编程究竟有哪些方式呢？

二、线程异步

在Java语言中最简单使用异步编程的方式就是创建一个线程来实现，如果你使用的JDK版本是8以上的话，可以使用Lambda表达式会更加简洁。

publicclassAsyncThreadextendsThread{

@Override

publicvoidrun(){

System.out.println("当前线程名称:"+this.getName()+",执行线程名称:"+Thread.currentThread().getName()+"-hello");

publicstaticvoidmain(String[]args){

//模拟业务流程

//.......

//创建异步线程

AsyncThreadasyncThread=newAsyncThread();

//启动异步线程

asyncThread.start();

}

当然如果每次都创建一个Thread线程，频繁的创建、销毁，浪费系统资源，我们可以采用线程池：

privateExecutorServiceexecutor=Executors.newCachedThreadPool();

publicvoidfun()throwsException{

executor.submit(newRunnable(){

@override

publicvoidrun(){

try{

//要执行的业务代码，我们这里没有写方法，可以让线程休息几秒进行测试

Thread.sleep(10000);

System.out.print("睡够啦~");

}catch(Exceptione){

thrownewRuntimeException("报错啦！！");

将业务逻辑封装到Runnable或Callable中，交由线程池来执行。

三、Future异步

上述方式虽然达到了多线程并行处理，但有些业务不仅仅要执行过程，还要获取执行结果，后续提供在JUC包增加了Future。

从字面意思理解就是未来的意思，但使用起来却着实有点鸡肋，并不能实现真正意义上的异步，获取结果时需要阻塞线程，或者不断轮询。

@Test

publicvoidfutureTest()throwsException{

System.out.println("main函数开始执行");

ExecutorServiceexecutor=Executors.newFixedThreadPool(1);

FutureIntegerfuture=executor.submit(newCallableInteger(){

@Override

publicIntegercall()throwsException{

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

Thread.sleep(5000);

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

return3;

//这里需要返回值时会阻塞主线程，如果不需要返回值使用是OK的。倒也还能接收

//Integerresult=future.get();

System.out.println("main函数执行结束");

System.in.read();

}

四、CompletableFuture异步

Future类通过get()方法阻塞等待获取异步执行的运行结果，性能比较差。

JDK1.8中，Java提供了CompletableFuture类，它是基于异步函数式编程。相对阻塞式等待返回结果，CompletableFuture可以通过回调的方式来处理计算结果，实现了异步非阻塞，性能更优。

CompletableFuture实现了Future和CompletionStage接口，并提供了多种实现异步编程的方法，如supplyAsync,runAsync以及thenApplyAsync。

下面我们使用CompletableFuture来实现上面的例子：

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

while(!completableFuture.isDone()){

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

longresult=completableFuture.get();

我们不需要显式使用ExecutorService，CompletableFuture内部使用了ForkJoinPool来处理异步任务，这使得我们的代码变的更简洁。

五、SpringBoot@Async异步

在@Async注解之前，使用多线程需要使用JDK的原生方法，非常麻烦，当有了@Async之后就比较简单了。

首先，使用@EnableAsync启用异步注解:

@SpringBootApplication

@EnableAsync

publicclassStartApplication{

publicstaticvoidmain(String[]args){

SpringApplication.run(StartApplication.class,args);

}

自定义线程池：

@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!"));

}

在异步处理的方法上添加注解@Async，当对execute方法调用时，通过自定义的线程池defaultThreadPoolExecutor异步化执行execute方法

@Service

publicclassAsyncServiceImplimplementsAsyncService{

@Async("defaultThreadPoolExecutor")

publicBooleanexecute(Integernum){

System.out.println("线程："+Thread.currentThread().getName()+",任务："+num);

returntrue;

}

用@Async注解标记的方法，称为异步方法。在springboot应用中使用@Async很简单：

调用异步方法类上或者启动类加上注解@EnableAsync在需要被异步调用的方法外加上@Async所使用的@Async注解方法的类对象应该是Spring容器管理的bean对象；

六、Guava异步

Guava提供了ListenableFuture类来执行异步操作

1.首先我们需要添加guava的maven依赖：

dependency

groupIdcom.google.guava/groupId

artifactIdguava/artifactId

version28.2-jre/version

/dependency

2.现在我们使用ListenableFuture来实现我们之前的例子:

ExecutorServicethreadpool=Executors.newCachedThreadPool();

ListeningExecutorServiceservice=MoreExecutors.listeningDecorator(threadpool);

ListenableFutureLon