目录
- 前言
- 什么是异步调用?
- 1. 环境准备
- 2. 同步调用
- 3. 异步调用
- 4. 异步回调
前言
什么是异步调用?
异步调用是相对于同步调用而言的,同步调用是指程序按预定顺序一步步执行,每一步必须等到上一步执行完后才能执行,异步调用则无需等待上一步程序执行完即可执行。异步调用可以减少程序执行时间。
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
,并实现三个任务方法 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 { @Autowired private SyncTask task; @Test public 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()
三个方法按调用顺序的先后执行完成。
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。
- 在Application启动类上面加上@EnableAsync
- 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 { @Async public void doTaskOne() throws Exception { super.doTaskOne(); } @Async public void doTaskTwo() throws Exception { super.doTaskTwo(); } @Async public 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:
- 没有任何任务相关的输出
- 有部分任务相关的输出
- 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 异步并发执行 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,导致了任务 不完整 或是 没有输出 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<T>
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 { @Async public Future<String> doTaskOneCallback() throws Exception { super.doTaskOne(); return new AsyncResult<>("任务一完成"); } @Async public Future<String> doTaskTwoCallback() throws Exception { super.doTaskTwo(); return new AsyncResult<>("任务二完成"); } @Async public 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
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