深入理解SpringBoot非同步機制

一、什麼是SpringBoot非同步?

在高並發場景下，同步的代碼可能會阻塞請求，導致服務響應慢、容量下降、客戶流失等問題。所以非同步相對於同步，有更好的用戶體驗，更高的性能和更好的可擴展性。

SpringBoot對非同步方法的支持可以幫助開發者實現非同步調用，使得程序代碼的執行流程和實際數據的處理過程分離，從而提高程序的性能。它是通過將耗時的操作放入獨立的線程，使主線程無需等待而直接返迴響應。

二、如何在SpringBoot中使用非同步?

SpringBoot提供了兩種非同步實現方式，一種是通過非同步介面（Async）實現，另一種是通過非同步註解（@Async）實現。

1.非同步介面

SpringBoot通過提供Async介面或者實現Async介面的方法，可以開啟非同步處理，簡單使用過程：

@Service
public class AsyncService {
    @Autowired
    private AsyncTask asyncTask;

    public void executeAsyncTask() {
        asyncTask.doTaskOne();
        asyncTask.doTaskTwo();
        asyncTask.doTaskThree();
    }
}

@Component
public class AsyncTask {
    @Async
    public void doTaskOne() throws Exception {
        log.info("開始做任務一");
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(1000);
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任務一，耗時：" + (end - start) + "毫秒");
    }

    @Async
    public void doTaskTwo() throws Exception {
        log.info("開始做任務二");
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(1000);
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任務二，耗時：" + (end - start) + "毫秒");
    }

    @Async
    public void doTaskThree() throws Exception {
        log.info("開始做任務三");
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(1000);
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("完成任務三，耗時：" + (end - start) + "毫秒");
    }
}

2.非同步註解

SpringBoot通過提供@Async方法級別的非同步支持，實現非同步調用。使用過程如下：

@Service
public class AsyncService {
    @Async("asyncExecutor")
    public void executeAsyncTaskOne() {
        log.info("開始執行任務一:線程-" + Thread.currentThread().getName());
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("結束執行任務一:線程-" + Thread.currentThread().getName() + "，耗時：" + (end - start));
    }

    @Async("asyncExecutor")
    public void executeAsyncTaskTwo() {
        log.info("開始執行任務二:線程-" + Thread.currentThread().getName());
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("結束執行任務二:線程-" + Thread.currentThread().getName() + "，耗時：" + (end - start));
    }

    @Async("asyncExecutor")
    public void executeAsyncTaskThree() {
        log.info("開始執行任務三:線程-" + Thread.currentThread().getName());
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        log.info("結束執行任務三:線程-" + Thread.currentThread().getName() + "，耗時：" + (end - start));
    }
}

@Configuration
public class AsyncConfiguration {
    @Bean("asyncExecutor")
    public Executor asyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10);
        executor.setMaxPoolSize(20);
        executor.setQueueCapacity(200);
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

三、非同步在SpringBoot中的應用場景

非同步操作在處理大量計算和高並發訪問場景下尤其有用。以下是非同步可以應用的場景：

1.發送郵件和簡訊

在發送郵件和簡訊通知時，通過非同步方式會大大縮小響應時間，加速發送速度。

2.數據抓取

在進行大數據量的數據抓取和處理時，非同步能夠幫助我們減少因為等待而浪費的時間。

3.文件上傳和下載

在文件上傳和下載時，非同步操作能夠減輕伺服器的負擔，避免因為等待而浪費相應時間。

4.並發請求的響應

在Web應用程序中有大量並發請求的情況下，使用非同步操作可以避免阻塞請求，保證Web伺服器的高性能。

四、總結

通過SpringBoot非同步的使用，我們可以為用戶提供更好的體驗，同時提高程序的性能和可擴展性。同時，我們需要根據實際業務需要選擇同時線程數量合適的線程池，這樣我們才能達到預期的效果。