Spring异步实现原理与实战分享

　　前言：
　　最近因为全链路压测项目需要对用户自定义线程池Bean进行适配工作，我们知道全链路压测的核心思想是对流量压测进行标记，因此我们需要给压测的流量请求进行打标，并在链路中进行传递，那么问题来了，如果项目中使用了多线程处理业务，就会造成父子线程间无法传递压测打标数据，不过可以利用阿里开源的ttl解决这个问题。
　　全链路压测项目的宗旨就是不让用户感知这个项目的存在，因此我们不可能让用户去对其线程池进行改造的，我们需要主动去适配用户自定义的线程池。
　　在适配过程的过程中无非就是将线程池替换成ttl去解决，可通过代理或者替换Bean的方式实现，这方面不是本文的内容，本文主要是深入Spring异步实现的原理，让大家对Spring异步编程不再陌生！
　　正文：运行原理分析
　　过一遍源码分析，才能知道其中的一些细节原理，这也是不可避免的过程，虽然我也不想在文章中贴过多的源码，但如果不从源码中得出原因，很可能你会知其然不知其所以然。下面就尽量跟着源码走一遍它的运行机制是怎么样的，我把我自己的理解也会尽量详细地描述出来，在这里我会将其关联的源码贴出来分析，这些源码都有其相互关联性，可能你看到后面还会回来再看一遍。注册通知器过程
　　开启Spring异步编程之需要一个注解即可：EnableAsync
　　Springboot中有非常多Enable的注解，其目的是显式开启某一个功能特性，这也是一个非常典型的编程模型。
　　EnableAsync注解注入了一个AsyncConfigurationSelector类，这个类目的就是为了注入ProxyAsyncConfiguration自动配置类，它的父类AbstractAsyncConfiguration做了件事情：
　　org。springframework。scheduling。annotation。AbstractAsyncConfigurationsetConfigurers
　　我们可以实现AsyncConfigurer接口的方式去自定义一个线程池Bean，这个后面会会讲到，源码所示，这里目的是为了这个bean，并将其定义的线程池对象和异常处理对象保存到AsyncConfiguration中，用于创建AsyncAnnotationBeanPostProcessor。
　　这两个对象后面源码分析会再次遇上。
　　而这个配置类就是为了注册一个名为AsyncAnnotationBeanPostProcessor的bean，如其名，它是一个BeanPostProcessor处理器，它的类继承结构如下所示：
　　从类继承结构可以看出，AsyncAnnotationBeanPostProcessor实现了BeanPostProcessor和BeanFactoryAware，因此AsyncAnnotationBeanPostProcessor会在setBeanFactory方法中做了Spring异步编程中最为重要的一步，创建一个针对Async注解的通知器AsyncAnnotationAdvisor（叫做切面貌似也可以），这个通知器主要用于拦截被Async注解的方法。同时，bean实例初始化过程会被AsyncAnnotationBeanPostProcessor拦截处理，处理过程会将符合条件的bean注册AsyncAnnotationAdvisor：
　　org。springframework。aop。framework。AbstractAdvisingBeanPostProcessorpostProcessAfterInitialization
　　创建通知器过程
　　接下来我们就分析AsyncAnnotationAdvisor是如何创建的。
　　AsyncAnnotationAdvisor实现了PointcutAdvisor接口，因此需要同时实现getPointcut和getAdvice方法，而这两个方法的实际内容有以上红框创建实现。
　　到这里我们已经知道，Spring的异步实现原理，是利用SpringAOP切面编程实现的，通过BeanPostProcessor拦截处理符合条件的bean，并将切面织入，实现切面增强处理。
　　SpringAOP编程核心概念：Advice：通知，切面的一种实现，可以完成简单的织入功能。通知定义了增强代码切入到目标代码的时间点，是目标方法执行之前执行，还是执行之后执行等。切入点定义切入的位置，通知定义切入的时间；
　　Pointcut：切点，切入点指切面具体织入的方法；
　　Advisor：切面的另一种实现，能够将通知以更为复杂的方式织入到目标对象中，是将通知包装为更复杂切面的装配器。
　　因此我们需要创建一个切面和切入点：buildAdvice：
　　buildAdvice方法可知，切面是一个AnnotationAsyncExecutionInterceptor类，该类实现了MethodInterceptor接口，其invoke方法即为拦截处理的核心源码，后面会进行详细分析。buildPointcut：
　　从AsyncAnnotationAdvisor构造器中可以看出，buildPointcut方法目的就是为了创建Async注解的切入点。通知器拦截处理过程
　　前面我们已经知道，拦截切面是一个AnnotationAsyncExecutionInterceptor类，我们直接定位到invoke方法一探究竟：
　　org。springframework。aop。interceptor。AsyncExecutionInterceptorinvoke
　　拦截处理的核心逻辑就是这么简单，也没啥好分析的，无非就是匹配方法指定的线程池，接着构建执行单元Callable，最后调用doSubmit方法执行。如何匹配线程池？
　　重点在于如何匹配线程池，这也是后面实战分析的重点内容，因此我们需要在这里详细分析匹配线程池的一些策略细节。
　　org。springframework。aop。interceptor。AsyncExecutionAspectSupportdetermineAsyncExecutor
　　getExecutorQualifier方法目的是获取Async注解上的value值，value值即线程池Bean的名称，如果获取到的targetExecutor不是Spring类型的线程池，则使用TaskExecutorAdapter进行适配，这也是为什么我们直接创建Executor类型的线程池Spring也是支持的原因。
　　从以上源码逻辑可看出如果我们使用Async注解时value值为空，Spring就会使用defaultExecutor，defaultExecutor是什么时候赋值的呢？上面内容已经有提及，在buildAdvice方法创建AnnotationAsyncExecutionInterceptor时调用了其configure方法，如下：
　　org。springframework。aop。interceptor。AsyncExecutionAspectSupportconfigure
　　原来当defaultExecutor和exceptionHandler是当初从ProxyAsyncConfiguration中获取用户自定义的AsyncConfigurer实现类而来的，那么如果defaultExecutor不存在怎么办？从源码可看出，defaultExecutor其实是一个SingletonSupplier类型，如果调用get方法不存在，则使用默认值，默认值为：（）getDefaultExecutor（this。beanFactory）；
　　org。springframework。aop。interceptor。AsyncExecutionAspectSupportgetDefaultExecutor
　　注意第一个红框的注释，此时Spring寻找默认的线程池Bean为指定Spring的TaskExecutor类型，并非Executor类型，如果Bean容器中没有找到TaskExecutor类型的Bean，则继续寻找默认为以下名称的Bean：publicstaticfinalStringDEFAULTTASKEXECUTORBEANNAMEtaskExecutor；
　　那么如果都没有找到怎么办呢？在这个方法直接返回null了，AsyncExecutionInterceptor类覆写了这个方法：
　　org。springframework。aop。interceptor。AsyncExecutionInterceptorgetDefaultExecutor
　　如果没有找到，则直接创建一个SimpleAsyncTaskExecutor类作为Async注解底层使用的线程池。
　　从匹配线程池源码得知，如果你创建的线程池Bean非TaskExecutor类型并且没有使用实现AsyncConfigurer接口方式创建线程池，就需要主动指定线程池Bean名称，否则Spring会使用默认策略。总结
　　利用BeanPostProcessor机制在Bean初始化过程中创建一个AsyncAnnotationAdvisor切面，并且符合条件的Bean生成代理对象并将AsyncAnnotationAdvisor切面添加到代理中。
　　可以看出Spring的很多功能都是围绕着SpringIOC和AOP实现的。Spring默认线程池策略分析
　　有时候为了方便，我们不自定义创建线程池bean时，Spring默认会为我们提供什么样的线程池呢？
　　我们先来看下结果：
　　很奇怪，明明我们都没有在项目中自定义线程池Bean，按照以上源码的分析结果来看，此时Spring选择的是SimpleAsyncTaskExecutor才对，莫非是supergetDefaultExecutor方法找到了线程池Bean？
　　从以上截图确实是找到了，而且类型还是ThreadPoolTaskExecutor类型的，那可以推断出Spring一定是在某个地方创建了一个ThreadPoolTaskExecutor类型的Bean。
　　果然，在springbootautoconfigure2。1。3。RELEASE中，会在org。springframework。boot。autoconfigure。task。TaskExecutionAutoConfiguration中自动创建一个默认的ThreadPoolTaskExecutorbean，getDefaultExecutor方法会在容器中找到这个bean，并将其作为默认的Async注解的执行线程池。
　　这里我为什么要标注版本呢？因为某些低版本的springbootautoconfigure，是没有TaskExecutionAutoConfiguration的，此时Spring就会选择SimpleAsyncTaskExecutor。
　　org。springframework。boot。autoconfigure。task。TaskExecutionAutoConfiguration
　　从以上源码可以看出，默认的线程池的参数还可以手动在properties中配置，这意味着不需要主动创建线程池的情况下，也可以通过properties配置文件更改线程池相关参数。创建线程池Bean的几种方式
　　1、直接创建一个Bean的方式，这貌似是最多人使用的方式，可以创建多个线程池Bean，使用时指定线程池Bean名称：Bean（myTaskExecutor1）publicExecutorgetThreadPoolTaskExecutor1（）｛finalThreadPoolTaskExecutorexecutornewThreadPoolTaskExecutor（）；set。。。returnexecutor；｝Bean（myTaskExecutor2）publicExecutorgetThreadPoolTaskExecutor2（）｛finalThreadPoolExecutorexecutornewThreadPoolExecutor（）；set。。。returnexecutor；｝
　　2、实现AsyncConfigurer接口方式：ComponentpublicclassAsyncConfigurerTestimplementsAsyncConfigurer｛privatestaticfinalLoggerLOGGERLoggerFactory。getLogger（AsyncConfigurerTest。class）；OverridepublicExecutorgetAsyncExecutor（）｛ThreadPoolTaskExecutorexecutornewThreadPoolTaskExecutor（）；set。。。returnexecutor；｝OverridepublicAsyncUncaughtExceptionHandlergetAsyncUncaughtExceptionHandler（）｛return（ex，method，params）｛LOGGER。info（Exceptionmessage：｛｝，ex。getMessage（），ex）；LOGGER。info（Methodname：｛｝，method。getName（））；for（Objectparam：params）｛LOGGER。info（Parametervalue：｛｝，param）；｝｝；｝｝
　　这种方式可以方便定义异常处理的逻辑，不过从源码分析可以看出，项目中只能存在一个AsyncConfigurer的配置，意味着我们只能通过AsyncConfigurer配置一个自定义的线程池Bean。
　　3、利用springbootautoconfigure在properties配置线程池参数：
　　前面讲到了Spring默认线程池策略，这里利用springbootautoconfigure默认创建一个ThreadPoolTaskExecutor，通过properties自定义线程池相关参数。
　　这个方式的缺点就是类型固定为ThreadPoolTaskExecutor，且只能有一个线程池。总结了很多有关于java面试的资料，希望能够帮助正在学习java的小伙伴。由于资料过多不便发表文章，创作不易，望小伙伴们能够给我一些动力继续创建更好的java类学习资料文章，
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　　作者：张乘辉
　　原文出处：https：mp。weixin。qq。comsmNDwZfPK90RoGmJGHCjKrw