说说Java异步调用的几种方式

日常开发中，会经常遇到说，前台调服务，然后触发一个比较耗时的异步服务，且不用等异步任务的处理结果就对原服务进行返回。这里就涉及的Java异步调用的一个知识。下面本文尝试将Java异步调用的多种方式进行归纳。

一、通过创建新线程

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首先的我们得认识到，异步调用的本质，其实是通过开启一个新的线程来执行。如以下例子：

public static void main(String[] args) throws Exception{
    System.out.println("主线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
    new Thread(() -> {
        System.out.println("异步线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
        try{
            Thread.sleep(5000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("异步线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
    }).start();
    Thread.sleep(2000);
    System.out.println("主线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
}

数据结果如下所示，我们知道，System.currentTimeMillis()时间单位为ms。

主线程 =====> 开始 =====> 1627893837146
异步线程 =====> 开始 =====> 1627893837200
主线程 =====> 结束 =====> 1627893839205
异步线程 =====> 结束 =====> 1627893842212

我们通过线程休眠来达成主线程执行时间2秒左右，异步线程执行5秒左右的效果。通过打印出来的时间戳倒数第四位（秒位）我们可以看出，两个的线程执行总时间为5秒左右，符合异步执行的特征

以上是采用Runable实现多线程创建方式的lambda写法，关于的lambda知识，可参考Java Lambda 表达式；而关于多线程的多种实现方式，Java多线程事务管理一文有提及，可移步查看

二、通过线程池

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因为异步任务的实现本质的由新线程来执行任务，所以通过线程池的也可以实现异步执行。写法同我们利用线程池开启多线程一样。但由于我们的目的不是执行多线程，而是异步执行任务，所以一般需要另外一个线程就够了。

因此区别于执行多线程任务的我们常用的newFixedThreadPool，在执行异步任务时，我们用newSingleThreadExecutor 来创建一个单个线程的线程池。

public static void main(String[] args) throws Exception{
    System.out.println("主线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    executorService.submit(()->{
        System.out.println("异步线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
        try{
            Thread.sleep(5000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("异步线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
    });
    executorService.shutdown(); // 回收线程池
    Thread.sleep(2000);
    System.out.println("主线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
}

执行结果如下：

主线程 =====> 开始 =====> 1627895467578
异步线程 =====> 开始 =====> 1627895467635
主线程 =====> 结束 =====> 1627895469644
异步线程 =====> 结束 =====> 1627895472649

可以看到，结果跟第一种结果是基本一致的。

温馨提示：不要忘记线程池的回收

三、通过@Async注解

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我们都知道，SpringBoot项目有一个的很重要的特点就是的注解化。如果你的项目是SpringBoot，那就又多了一种选择——@Async注解。

使用起来也非常简单，将要异步执行的代码封装成一个方法，然后用@Async注解该方法，然后在主方法中直接调用就行。

@Test
public void mainThread() throws Exception{
    System.out.println("主线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
    collectionBill.asyncThread();
    Thread.sleep(2000);
    System.out.println("主线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
    Thread.sleep(4000); // 用于防止jvm停止，导致异步线程中断
}

@Async
public void asyncThread(){
    System.out.println("异步线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
    try{
        Thread.sleep(5000);
    }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("异步线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
}

执行结果如下：

主线程 =====> 开始 =====> 1627897539948
异步线程 =====> 开始 =====> 1627897539956
主线程 =====> 结束 =====> 1627897541965
异步线程 =====> 结束 =====> 1627897544966

有以下两点需要注意：

1. 类似@Tranctional注解，@Async注解的方法与调用方法不能在同一个类中，否则不生效
2. JUnit框架的设计不考虑多线程场景，所以主线程退出后，子线程也会跟着立即退出，所以可以在后面加多线程休眠时间来观察异步线程的执行情况

四、通过CompletableFuture

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CompletableFuture是JDK1.8的新特性，是对Future的扩展。CompletableFuture实现了CompletionStage接口和Future接口，增加了异步回调、流式处理、多个Future组合处理的能力。

实现代码如下：

public static void main(String[] args) throws Exception{
    System.out.println("主线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    CompletableFuture.runAsync(() ->{
        System.out.println("异步线程 =====> 开始 =====> " + System.currentTimeMillis());
        try{
            Thread.sleep(5000);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("异步线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
    },executorService);
    executorService.shutdown(); // 回收线程池
    Thread.sleep(2000);
    System.out.println("主线程 =====> 结束 =====> " + System.currentTimeMillis());
}

同样可以实现类似的结果如下：

主线程 =====> 开始 =====> 1627898354914
异步线程 =====> 开始 =====> 1627898354977
主线程 =====> 结束 =====> 1627898356980
异步线程 =====> 结束 =====> 1627898359979

CompletableFuture有者非常强大的功能，能给我们带来非常丝滑的编程体验。后续会写一篇文章来详细介绍CompletableFuture