什麼是“異步調用”?
“異步調用”對應的是“同步調用”,同步調用指程式按照定義順序依次執行,每一行程式都必須等待上一行程式執行完成之後才能執行;異步調用指程式在順序執行時,不等待異步調用的語句傳回結果就執行後面的程式。
https://blog.didispace.com/springbootasync/#%E5%90%8C%E6%AD%A5%E8%B0%83%E7%94%A8 同步調用
下面通過一個簡單示例來直覺的了解什麼是同步調用:
- 定義Task類,建立三個處理函數分别模拟三個執行任務的操作,操作消耗時間随機取(10秒内)
@Component
public class Task {
public static Random random =new Random();
public void doTaskOne() throws Exception {
System.out.println("開始做任務一");
long start = System.currentTimeMillis();
Thread.sleep(random.nextInt(10000));
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("完成任務一,耗時:" + (end - start) + "毫秒");
}
public void doTaskTwo() throws Exception {
System.out.println("開始做任務二");
long start = System.currentTimeMillis();
Thread.sleep(random.nextInt(10000));
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("完成任務二,耗時:" + (end - start) + "毫秒");
}
public void doTaskThree() throws Exception {
System.out.println("開始做任務三");
long start = System.currentTimeMillis();
Thread.sleep(random.nextInt(10000));
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("完成任務三,耗時:" + (end - start) + "毫秒");
}
}
- 在單元測試用例中,注入Task對象,并在測試用例中執行
、doTaskOne
doTaskTwo
三個函數。doTaskThree
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@SpringApplicationConfiguration(classes = Application.class)
public class ApplicationTests {
@Autowired
private Task task;
@Test
public void test() throws Exception {
task.doTaskOne();
task.doTaskTwo();
task.doTaskThree();
}
}
執行單元測試,可以看到類似如下輸出
開始做任務一
完成任務一,耗時:4256毫秒
開始做任務二
完成任務二,耗時:4957毫秒
開始做任務三
完成任務三,耗時:7173毫秒
任務一、任務二、任務三順序的執行完了,換言之
doTaskOne
doTaskTwo
doTaskThree
三個函數順序的執行完成。
https://blog.didispace.com/springbootasync/#%E5%BC%82%E6%AD%A5%E8%B0%83%E7%94%A8 異步調用
上述的同步調用雖然順利的執行完了三個任務,但是可以看到執行時間比較長,若這三個任務本身之間不存在依賴關系,可以并發執行的話,同步調用在執行效率方面就比較差,可以考慮通過異步調用的方式來并發執行。
在Spring Boot中,我們隻需要通過使用
@Async
注解就能簡單的将原來的同步函數變為異步函數,Task類改在為如下模式:
@Component
public class Task {
@Async
public void doTaskOne() throws Exception {
// 同上内容,省略
}
@Async
public void doTaskTwo() throws Exception {
// 同上内容,省略
}
@Async
public void doTaskThree() throws Exception {
// 同上内容,省略
}
}
為了讓@Async注解能夠生效,還需要在Spring Boot的主程式中配置@EnableAsync,如下所示:
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
此時可以反複執行單元測試,您可能會遇到各種不同的結果,比如:
- 沒有任何任務相關的輸出
- 有部分任務相關的輸出
- 亂序的任務相關的輸出
原因是目前
doTaskOne
doTaskTwo
doTaskThree
三個函數的時候已經是異步執行了。主程式在異步調用之後,主程式并不會理會這三個函數是否執行完成了,由于沒有其他需要執行的内容,是以程式就自動結束了,導緻了不完整或是沒有輸出任務相關内容的情況。
注: @Async所修飾的函數不要定義為static類型,這樣異步調用不會生效
https://blog.didispace.com/springbootasync/#%E5%BC%82%E6%AD%A5%E5%9B%9E%E8%B0%83 異步回調
為了讓
doTaskOne
doTaskTwo
doTaskThree
能正常結束,假設我們需要統計一下三個任務并發執行共耗時多少,這就需要等到上述三個函數都完成調動之後記錄時間,并計算結果。
那麼我們如何判斷上述三個異步調用是否已經執行完成呢?我們需要使用
Future<T>
來傳回異步調用的結果,就像如下方式改造
doTaskOne
函數:
@Async
public Future<String> doTaskOne() throws Exception {
System.out.println("開始做任務一");
long start = System.currentTimeMillis();
Thread.sleep(random.nextInt(10000));
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("完成任務一,耗時:" + (end - start) + "毫秒");
return new AsyncResult<>("任務一完成");
}
按照如上方式改造一下其他兩個異步函數之後,下面我們改造一下測試用例,讓測試在等待完成三個異步調用之後來做一些其他事情。
@Test
public void test() throws Exception {
long start = System.currentTimeMillis();
Future<String> task1 = task.doTaskOne();
Future<String> task2 = task.doTaskTwo();
Future<String> task3 = task.doTaskThree();
while(true) {
if(task1.isDone() && task2.isDone() && task3.isDone()) {
// 三個任務都調用完成,退出循環等待
break;
}
Thread.sleep(1000);
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("任務全部完成,總耗時:" + (end - start) + "毫秒");
}
看看我們做了哪些改變:
- 在測試用例一開始記錄開始時間
- 在調用三個異步函數的時候,傳回
類型的結果對象Future<String>
- 在調用完三個異步函數之後,開啟一個循環,根據傳回的
對象來判斷三個異步函數是否都結束了。若都結束,就結束循環;若沒有都結束,就等1秒後再判斷。Future<String>
- 跳出循環之後,根據結束時間 - 開始時間,計算出三個任務并發執行的總耗時。
執行一下上述的單元測試,可以看到如下結果:
開始做任務一
開始做任務二
開始做任務三
完成任務三,耗時:37毫秒
完成任務二,耗時:3661毫秒
完成任務一,耗時:7149毫秒
任務全部完成,總耗時:8025毫秒
可以看到,通過異步調用,讓任務一、二、三并發執行,有效的減少了程式的總運作時間。
https://blog.didispace.com/springbootasync/#%E4%BB%A3%E7%A0%81%E7%A4%BA%E4%BE%8B 代碼示例
本文的相關例子可以檢視下面倉庫中的
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