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Spring @Async 注解提供了一个非常简单而且强大的机制来支持异步方法的执行。如果将方法标记为@Async，Spring会在后台线程中异步执行该方法，而不会阻塞调用该方法的线程。这对于提高应用程序的响应性和性能是非常有用的，尤其是在处理I/O密集型操作时。这篇文章，我们来深度剖析 Spring @Async 的工作原理！

原理概述 {#1-原理概述} =================

使用@Async注解时，Spring 借助 AOP（面向切面编程）实现异步执行，具体来说，@Async的工作原理主要包括以下几个步骤：

代理对象创建 ：Spring 使用动态代理创建被注解方法的代理对象。只有与代理对象交互时，@Async 注解才会起作用。
线程池配置 ：异步方法调用通过 Spring 提供的 TaskExecutor（如 SimpleAsyncTaskExecutor, ThreadPoolTaskExecutor 等）来实现多线程处理。开发者可以自定义线程池设置，以适应不同的使用场景。
方法执行 ：当调用被 @Async 注解的方法时，Spring 将检测到这个注解，然后将方法的调用委托给一个线程池中的线程。在这个线程执行完成后，控制权就会返回到调用线程，不会被阻塞。
核心代码分析 {#2-核心代码分析} =====================

下面我们深入探讨@Async的几个核心类的实现细节。

2.1 `@Async` 注解 {#2-1-Async-注解}

@Async注解的定义非常简单，位于org.springframework.scheduling.annotation包中：

|-------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 | @Target(ElementType.METHOD) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface Async { String value() default ""; } |

通过上面的源码可以看出：@Async注解只支持放在方法上，并可以指定一个可选的线程池名称。

2.2 `AsyncConfiguration`类 {#2-2-AsyncConfiguration类}

要启用异步处理功能，我们需要有一个配置类或在Spring Boot应用程序中使用@EnableAsync注解。这个注解会触发 Spring的异步支持机制。

|---------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | @Configuration @EnableAsync public class AsyncConfig extends AsyncConfigurerSupport { @Override public Executor getAsyncExecutor() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(5); executor.setMaxPoolSize(10); executor.setQueueCapacity(25); executor.initialize(); return executor; } } |

在这个示例中，我们扩展了AsyncConfigurerSupport类，并重写了getAsyncExecutor方法来提供自定义的线程池。

2.3 Proxy 生成 {#2-3-Proxy-生成}

Spring 通过 AOP 动态代理机制处理 @Async 注解。具体过程如下：

Spring 在创建代理对象时，检查被注解的方法。
如果发现方法上有 @Async 注解，Spring 将为这个方法生成一个增强版本，以确保调用被转发到线程池中的一个工作线程。

通常，Spring 会使用 JDK 动态代理或者 CGLIB 代理。JDK 代理基于接口创建代理实例，而 CGLIB 可以基于类创建代理实例。

2.4 异步方法的调用 {#2-4-异步方法的调用}

以下是 @Async 方法的简单示例：

|-----------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 | @Service public class MyAsyncService { @Async public void asyncMethod() { System.out.println("Executing in " + Thread.currentThread().getName()); } } |

调用 asyncMethod() 方法时，控制将立即返回，不会阻塞。实际方法将在其他线程中执行。

2.5 `AsyncExecutionInterceptor` {#2-5-AsyncExecutionInterceptor}

AsyncExecutionInterceptor 类是 Spring 处理异步执行的核心部分。它实现了 MethodInterceptor 接口，能够拦截方法调用，进行异步执行处理。

|---------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 | public class AsyncExecutionInterceptor extends AbstractAsyncExecutionInterceptor { @Override public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable { return doInvoke(invocation); } } |

在 invoke 方法中，doInvoke 方法会被调用，负责具体的执行逻辑。

3.示例 {#3-示例}

为了更好地理解 @Async 的使用，我们通过一个完整的示例来演示如何使用 Spring @Async 注解实现异步方法调用，示例将包含以下部分：

Spring Boot 项目结构。
@Async 注解的实现和配置。
异步方法的调用示例。
运行时的输出示例。

3.1 创建 Spring Boot 项目 {#3-1-创建-Spring-Boot-项目}

假设你使用 Spring Boot 创建项目，可以创建一个新的 Gradle 或 Maven 项目，添加以下依赖项到 pom.xml（如果使用 Maven）：

|------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId> </dependency> |

3.2 配置异步支持 {#3-2-配置异步支持}

创建一个配置类来启用异步支持，使用 @EnableAsync 注解。

|------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync; import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor; import java.util.concurrent.Executor; @Configuration @EnableAsync public class AsyncConfig { @Bean(name = "taskExecutor") public Executor taskExecutor() { ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor(); executor.setCorePoolSize(2); executor.setMaxPoolSize(5); executor.setQueueCapacity(10); executor.setThreadNamePrefix("Async-"); executor.initialize(); return executor; } } |

3.3 创建异步服务类 {#3-3-创建异步服务类}

接下来，创建一个服务类，其中将包含异步方法。该方法将模拟一些耗时的操作。

|------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | import org.springframework.scheduling.annotation.Async; import org.springframework.stereotype.Service; @Service public class MyAsyncService { @Async("taskExecutor") public void asyncMethod() { System.out.println("Executing async method: " + Thread.currentThread().getName()); try { // 模拟耗时的操作 Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("Async method execution finished: " + Thread.currentThread().getName()); } } |

3.4 创建控制器类 {#3-4-创建控制器类}

创建一个控制器类，调用异步服务中的方法：

|---------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController public class MyAsyncController { @Autowired private MyAsyncService myAsyncService; @GetMapping("/asyncTest") public String callAsync() { System.out.println("Calling async method"); myAsyncService.asyncMethod(); return "Async method called!"; } } |

3.5 主应用程序类 {#3-5-主应用程序类}

创建 Spring Boot 启动类，用于启动应用程序：

|------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; @SpringBootApplication public class AsyncApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(AsyncApplication.class, args); } } |

3.6 运行应用程序 {#3-6-运行应用程序}

启动 Spring Boot 应用程序，在浏览器中访问以下 URL：

|-----------|-----------------------------------------| | 1 | http://localhost:8080/asyncTest |

输出结果为：

|---------------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 | Calling async method Executing async method: Async-1 Async method execution finished: Async-1 |

在浏览器中，页面将返回 "Async method called!" 的信息，而不会等待 asyncMethod 完成执行。这表示 asyncMethod 在另一个线程上异步执行。