Springboot异步多线程编程

　　一、基础知识
　　同步：同步就是指一个进程在执行某个请求的时候，若该请求需要一段时间才能返回信息，那么这个进程将会一直等待下去，直到收到返回信息才继续执行下去；
　　异步：异步是指进程不需要一直等下去，而是继续执行下面的操作。当有消息返回时系统会通知进程进行处理，这样可以提高执行的效率。
　　进程：进程是独立的应用程序，占用cpu资源和物理内存。一个进程包括由操作系统分配的内存空间，包含一个或多个线程；
　　线程：线程是进程中虚拟的时间片，一个线程不能独立的存在，它必须是进程的一部分。
　　多线程：实际上就是时间片的轮转或者抢占。多线程能满足编写高效率的程序来达到充分利用CPU的目的；二、什么时候用同步异步
　　什么时候用同步：如果数据在线程间共享，例如正在写的数据可能被另外一个线程读到，而正在读的数据可能被另外一个线程写到，这些数据是共享的数据。这时就必须进行同步存取操作，否者前后读取的数据就有可能不一致；
　　什么时候用异步：调用一个需要花费很长时间来执行的方法的时候，并且不需要让程序等待对方返回，这时就应该使用异步编程；
　　必须使用同步的场景举例：
　　有一个共享的银行账号，原来里面有余额1000元，现在有两个用户A，B都要进行取钱；
　　首先A查询账号剩余1000元，A想要取出200元，A点击取款，系统正在处理取款事项
　　紧接着在A取款的过程中B查询同一个账号还有1000元，B也想要取走200元；
　　A取完款后剩余800元，正常。而B取完款后理论上应该剩余600元，但是实际上还是剩余800元。这种场景就必须使用同步，而不能使用异步；三、什么时候需要使用多线程
　　举个例子：
　　假设有个请求，服务端的处理需要执行3个比较耗时的操作：
　　1、操作1（200ms）
　　2、操作2（200ms）
　　3、操作3（200ms）
　　单线程总共就需要600ms，但如果把操作1、操作2、操作3分别分给3个线程去做，就只需要200ms了。
　　但是假设另外一个请求，服务端的处理也需要执行3个操作：
　　1、操作1（10ms）
　　2、操作2（10ms）
　　3、操作3（400ms）
　　单线程总共就需要420ms，这种情况下，即使把操作1、操作2、操作3分别分给3个线程去做，也需要400ms（耗时取决于最慢的那个线程的执行速度）。比起不用单线程，只节省了20ms。但是有可能线程调度切换也要花费个1、2ms。因此，这个方案显得优势就不明显了，还带来程序复杂度提升，不太值得，此时更好的方案是去优化降低操作3的耗时。四、Springboot异步多线程编程实现
　　4。1使用idea创建springbootweb项目，工程最终目录结构如下：
　　4。2首先创建springboot的线程池配置：
　　common包下面创建ExecutorConfig类，用于自定义线程池的相关配置。使用Configuration和EnableAsync这两个注解，表示这是线程池的配置类。ConfigurationEnableAsyncSlf4jpublicclassExecutorConfig｛核心线程数（默认线程数）privateintcorePoolSize10；最大线程数privateintmaxPoolSize20；允许线程空闲时间（单位：默认为秒）privatestaticfinalintkeepAliveTime60；缓冲队列大小privateintqueueCapacity10；BeanpublicExecutorasyncServiceExecutor（）｛log。info（startasyncServiceExecutor）；ThreadPoolTaskExecutorexecutornewThreadPoolTaskExecutor（）；配置核心线程数executor。setCorePoolSize（corePoolSize）；配置最大线程数executor。setMaxPoolSize（maxPoolSize）；配置空闲时间executor。setKeepAliveSeconds（keepAliveTime）；配置队列大小executor。setQueueCapacity（queueCapacity）；配置线程前缀名executor。setThreadNamePrefix（asyncservice）；rejectionpolicy：当pool已经达到maxsize的时候，如何处理新任务CALLERRUNS：不在新线程中执行任务，而是有调用者所在的线程来执行executor。setRejectedExecutionHandler（newThreadPoolExecutor。CallerRunsPolicy（））；执行初始化executor。initialize（）；｝｝
　　4。3service层接口和实现：
　　service包下新增server层的接口AsyncService类和对应的实现类AsyncServiceImpl。AsyncService内容如下：publicinterfaceAsyncService｛执行异步任务voidexecuteAsync（）；｝
　　AsyncServiceImpl类内容如下，注意：
　　1。在executeAsync方法上增加注解Async（asyncServiceExecutor）；
　　2。Async表示使用异步实现方式
　　3。括号里的asyncServiceExecutor是前面ExecutorConfig。java中的方法名，表明executeAsync方法使用asyncServiceExecutor方法创建的线程池多线程执行：Slf4jServicepublicclassAsyncServiceImplimplementsAsyncService｛异步多线程调用Async（asyncServiceExecutor）publicvoidexecuteAsync（）｛log。info（startexecuteAsync）；try｛Thread。sleep（2000）；｝catch（Exceptione）｛e。printStackTrace（）；｝log。info（endexecuteAsync）；｝｝
　　4。4controller层实现：
　　创建HelloController类，新增testhttp接口，调用server层的executeAsync服务。Slf4jRestControllerpublicclassHelloController｛AutowiredprivateAsyncServiceasyncS异步多线程调用方法，不用等方法返回结果RequestMapping（test）publicStringtest（）｛log。info（startsubmit）；调用service层的任务asyncService。executeAsync（）；log。info（endsubmit）；｝｝
　　4。5验证效果：
　　验证异步效果：
　　1。先将ExecutorConfig类下corePoolSize设置为1，表示只用1个线程。然后运行
　　2。springboot启动成功后，在浏览器输入：http：localhost：8080test。可以看到虽然我们前面AsyncServiceImpl代码中sleep了2秒，但由于使用的是异步实现，所以接口马上直接先返回了success，而不需要等待2秒后再返回。
　　后台日志也能看到，异步接口controller层很快就执行结束，然后service方法继续按代码执行了2秒：
　　验证多线程效果：
　　1。corePoolSize设置为1时，使用Jmeter同时调用接口：http：localhost：8080test4次；
　　2。在springboot的控制台看见日志如下：
　　可以看出是1个线程每隔2秒执行完一次startendexecuteAsync，执行4次总共花费了8秒时间；
　　3。将corePoolSize设置为10，重启
　　4。再次使用Jmeter同时调用接口：http：localhost：8080test4次；
　　5。在springboot的控制台看见日志如下：
　　可以看出是4个线程同时在执行，执行完4次startendexecuteAsync，总共花费了2秒时间，这就是多线程可以提高程序运行效率的体现。
　　4。6获取多线程的返回值：
　　Java自jdk1。5以后，提供了java。util。concurrent。Future来获取异步线程返回的结果。主线程会创建一个Future接口的对象，然后启动并发线程，并告诉并发线程，一旦你执行完毕，就把结果存储在这个Future对象里。
　　一般情况下，我们会把长时间运行的逻辑放在异步线程中进行处理，这是使用Future接口最理想的场景。主线程只要简单的将异步任务封装在Future里，然后开始等待Future的完成，在这段等待的时间内，可以处理一些其它逻辑，一旦Future执行完毕，就可以从中获取执行的结果并进一步处理。
　　AsyncServiceImpl类中增加两个方法：多线程调用并获取回调结果Async（asyncServiceExecutor）publicFutureStringsendMessageAsync1（）｛log。info（异步发送消息1执行开始）；try｛Thread。sleep（2000）；｝catch（InterruptedExceptione）｛e。printStackTrace（）；｝log。info（异步发送消息1执行结束）；returnnewAsyncResult（异步发送消息1）；｝Async（asyncServiceExecutor）publicFutureStringsendMessageAsync2（）｛log。info（异步发送消息2执行开始）；try｛Thread。sleep（2000）；｝catch（InterruptedExceptione）｛e。printStackTrace（）；｝log。info（异步发送消息2执行结束）；returnnewAsyncResult（异步发送消息2）；｝
　　AsyncService类中增加接口：FutureStringsendMessageAsync1（）；FutureStringsendMessageAsync2（）；
　　Controller中增加http接口调用：异步多线程调用，但是要等方法回调结果。用多线程，所以只需要2秒RequestMapping（sendMessageAsync）publicStringsendMessageAsync（）throwsExecutionException，InterruptedException｛System。out。println（开始时间：newDate（））；FutureStringsendMessageAsync1asyncService。sendMessageAsync1（）；FutureStringsendMessageAsync2asyncService。sendMessageAsync2（）；SStringresult1；Stringresult2；while（！（sendMessageAsync1。isDone（）sendMessageAsync2。isDone（）））｛System。out。println（String。format（future1issandfuture2iss，sendMessageAsync1。isDone（）？done：notdone，sendMessageAsync2。isDone（）？done：notdone））；Thread。sleep（300）；｝resultsendMessageAsync1。get（）；resultsendMessageAsync2。get（）；System。out。println（结束时间：newDate（））；
　　上面使用的是先调用Future。isDone（）判断任务是否完成，再调用Future。get（）从完成的任务中获取任务执行的结果。
　　也可以直接用Future。get（）并设置一个超时时间：RequestMapping（sendMessageAsync）publicStringsendMessageAsync（）throwsExecutionException，InterruptedException｛System。out。println（开始时间：newDate（））；FutureStringsendMessageAsync1asyncService。sendMessageAsync1（）；FutureStringsendMessageAsync2asyncService。sendMessageAsync2（）；SStringresult1；Stringresult2；通过future。get（）方法阻塞性获取执行结果，设置超时时间为3秒，3秒还没获取到值，就超时报错try｛result1sendMessageAsync1。get（3000，TimeUnit。MILLISECONDS）；｝catch（TimeoutExceptione）｛sendMessageAsync1。cancel（true）；log。error（sendMessageAsync1方法超时未返回结果）；e。printStackTrace（）；｝try｛result2sendMessageAsync2。get（3000，TimeUnit。MILLISECONDS）；｝catch（TimeoutExceptione）｛sendMessageAsync2。cancel（true）；log。error（sendMessageAsync2方法超时未返回结果）；e。printStackTrace（）；｝resultresult1result2；System。out。println（结束时间：newDate（））；｝
　　Future。get（）方法是一个阻塞方法。如果任务还没执行完毕，那么会一直阻塞直到直到任务完成
　　为了防止调用Future。get（）方法阻塞当前线程，推荐的做法是先调用Future。isDone（）判断任务是否完成，然后再调用Future。get（）从完成的任务中获取任务执行的结果。
　　因为Future。isDone（）和Future。get（）的存在，我们就可以在等待任务完成时运行其它一些代码。使用isDone（）和get（）方法来获取结果，这应该是消费Future最常见的方式。
　　针对上面的代码，如果不用isDone（），直接用get（），那么get（）阻塞的这2秒内就不能做任何其他事情。而用了whileisDone（），这2秒内则可以做一些其他的事情，比如上面代码中的输出打印一段话。
　　运行结果如下：
　　虽然sendMessageAsync1和sendMessageAsync2都要2秒时间，由于是多线程并行处理，所以总共只花费了2秒。
　　正常的单线程处理：正常的单线程处理，要花4秒RequestMapping（sendmessage）publicStringsendMessage（）throwsExecutionException，InterruptedException｛System。out。println（newDate（））；调用service层的任务StringsendMessage1asyncService。sendMessage1（）；StringsendMessage2asyncService。sendMessage2（）；SresultsendMessage1sendMessage2；System。out。println（newDate（））；｝
　　单线程顺序执行sendMessage1和sendMessage2，每一个方法执行需要2秒，总共就需要4秒才能执行完。
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