Spring Boot 对多线程支持-提高程序执行效率

1.楔子

在我们的系统中，经常会处理一些耗时任务，自然而然的会想到使用多线程，JDK给我们提供了非常方便的操作线程的API,为什么还要使用Spring来实现多线程呢？

1.使用Spring比使用JDK原生的并发API更简单。（一个注解@Async就搞定）
2.我们的应用环境一般都会集成Spring，我们的Bean也都交给Spring来进行管理，那么使用Spring来实现多线程更加简单，更加优雅。

为什么要用异步？当需要调用多个服务时，使用传统的同步调用来执行时，是这样的

调用服务A
等待服务A的响应
调用服务B
等待服务B的响应
调用服务C
等待服务C的响应
根据从服务A、服务B和服务C返回的数据完成业务逻辑，然后结束

如果每个服务需要3秒的响应时间，这样顺序执行下来，可能需要9秒以上才能完成业务逻辑，但是如果我们使用异步调用

调用服务A
调用服务B
调用服务C
然后等待从服务A、B和C的响应
根据从服务A、服务B和服务C返回的数据完成业务逻辑，然后结束

理论上 3秒左右即可完成同样的业务逻辑

2. spring boot 如何使用多线程

Spring中实现多线程，其实非常简单，只需要在配置类中添加@EnableAsync就可以使用多线程。在希望执行的并发方法中使用@Async就可以定义一个线程任务。通过spring给我们提供的ThreadPoolTaskExecutor就可以使用线程池。

2.1第一步，先在Spring Boot主类中定义一个线程池，比如：

@Configuration
@EnableAsync  // 启用异步任务
public class AsyncConfiguration {

    // 声明一个线程池(并指定线程池的名字)
    @Bean("taskExecutor")
    public Executor asyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        //核心线程数5：线程池创建时候初始化的线程数
        executor.setCorePoolSize(5);
        //最大线程数5：线程池最大的线程数，只有在缓冲队列满了之后才会申请超过核心线程数的线程
        executor.setMaxPoolSize(5);
        //缓冲队列500：用来缓冲执行任务的队列
        executor.setQueueCapacity(500);
        //允许线程的空闲时间60秒：当超过了核心线程出之外的线程在空闲时间到达之后会被销毁
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        //线程池名的前缀：设置好了之后可以方便我们定位处理任务所在的线程池
        executor.setThreadNamePrefix("DailyAsync-");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

有很多你可以配置的东西。默认情况下，使用SimpleAsyncTaskExecutor。

2.2第二步，使用线程池

在定义了线程池之后，我们如何让异步调用的执行任务使用这个线程池中的资源来运行呢？方法非常简单，我们只需要在@Async注解中指定线程池名即可，比如：

@Service
public class GitHubLookupService {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GitHubLookupService.class);

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    // 这里进行标注为异步任务，在执行此方法的时候，会单独开启线程来执行(并指定线程池的名字)
    @Async("taskExecutor")
    public CompletableFuture<String> findUser(String user) throws InterruptedException {
        logger.info("Looking up " + user);
        String url = String.format("https://api.github.com/users/%s", user);
        String results = restTemplate.getForObject(url, String.class);
        // Artificial delay of 3s for demonstration purposes
        Thread.sleep(3000L);
        return CompletableFuture.completedFuture(results);
    }
}

findUser 方法被标记为Spring的 @Async 注解，表示它将在一个单独的线程上运行。该方法的返回类型是 CompleetableFuture 而不是 String，这是任何异步服务的要求。

2.3第三步，单元测试

最后，我们来写个单元测试来验证一下

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.DEFINED_PORT)
public class AsyncTests {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AsyncTests.class);

    @Autowired
    private GitHubLookupService gitHubLookupService;

    @Test
    public void asyncTest() throws InterruptedException, ExecutionException {
        // Start the clock
        long start = System.currentTimeMillis();

        // Kick of multiple, asynchronous lookups
        CompletableFuture<String> page1 = gitHubLookupService.findUser("PivotalSoftware");
        CompletableFuture<String> page2 = gitHubLookupService.findUser("CloudFoundry");
        CompletableFuture<String> page3 = gitHubLookupService.findUser("Spring-Projects");

        // Wait until they are all done
        //join() 的作用：让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行
        CompletableFuture.allOf(page1,page2,page3).join();

        // Print results, including elapsed time
        float exc = (float)(System.currentTimeMillis() - start)/1000;
        logger.info("Elapsed time: " + exc + " seconds");
        logger.info("--> " + page1.get());
        logger.info("--> " + page2.get());
        logger.info("--> " + page3.get());
    }

}