同步調用

下面通過一個簡單示例來直觀的理解什么是同步調用：

• 定義Task類，創(chuàng)建三個處理函數(shù)分別模擬三個執(zhí)行任務的操作，操作消耗時間隨機?。?0秒內）

@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(zhí)行doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函數(shù)。

@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(zhí)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(zhí)行完了，換言之doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函數(shù)順序的執(zhí)行完成。

#異步調用

上述的同步調用雖然順利的執(zhí)行完了三個任務，但是可以看到執(zhí)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(fā)執(zhí)行的話，同步調用在執(zhí)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(fā)執(zhí)行。

在Spring Boot中，我們只需要通過使用@Async注解就能簡單的將原來的同步函數(shù)變?yōu)楫惒胶瘮?shù)，Task類改在為如下模式：

@Component
public class Task {

    @Async
    public void doTaskOne() throws Exception {
        // 同上內容，省略
    }

    @Async
    public void doTaskTwo() throws Exception {
        // 同上內容，省略
    }

    @Async
    public void doTaskThree() throws Exception {
        // 同上內容，省略
    }

}

為了讓@Async注解能夠生效，還需要在Spring Boot的主程序中配置@EnableAsync，如下所示：

@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class Application {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(Application.class, args);
	}

}

此時可以反復執(zhí)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(shù)的時候已經是異步執(zhí)行了。主程序在異步調用之后，主程序并不會理會這三個函數(shù)是否執(zhí)行完成了，由于沒有其他需要執(zhí)行的內容，所以程序就自動結束了，導致了不完整或是沒有輸出任務相關內容的情況。

注： @Async所修飾的函數(shù)不要定義為static類型，這樣異步調用不會生效

#異步回調

為了讓doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree能正常結束，假設我們需要統(tǒng)計一下三個任務并發(fā)執(zhí)行共耗時多少，這就需要等到上述三個函數(shù)都完成調動之后記錄時間，并計算結果。

那么我們如何判斷上述三個異步調用是否已經執(zhí)行完成呢？我們需要使用Future<T>來返回異步調用的結果，就像如下方式改造doTaskOne函數(shù)：

@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(shù)之后，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后來做一些其他事情。

@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(huán)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(shù)的時候，返回Future<String>類型的結果對象
• 在調用完三個異步函數(shù)之后，開啟一個循環(huán)，根據(jù)返回的Future<String>對象來判斷三個異步函數(shù)是否都結束了。若都結束，就結束循環(huán)；若沒有都結束，就等1秒后再判斷。
• 跳出循環(huán)之后，根據(jù)結束時間 - 開始時間，計算出三個任務并發(fā)執(zhí)行的總耗時。

執(zhí)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(fā)執(zhí)行，有效的減少了程序的總運行時間。

#代碼示例

本文的相關例子可以查看下面?zhèn)}庫中的chapter4-1-2目錄：

• Github：https://github.com/dyc87112/SpringBoot-Learningopen in new window
• Gitee：https://gitee.com/didispace/SpringBoot-Learning