非同步呼叫幾乎是處理高併發Web應用效能問題的萬金油,那麼什麼是
非同步呼叫
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“非同步呼叫”對應的是“同步呼叫”,同步呼叫指程式按照定義順序依次執行,每一行程式都必須等待上一行程式執行完成之後才能執行;非同步呼叫指程式在順序執行時,不等待非同步呼叫的語句返回結果就執行後面的程式。
同步呼叫
下面透過一個簡單示例來直觀地理解什麼是同步呼叫:
定義Task類,建立三個處理函式分別模擬三個執行任務的操作,操作消耗時間隨機取(10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物件,並在測試用例中執行doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函式。
@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(); } }
執行單元測試,有類似如下輸出:
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、任務三順序的執行完了,換言之doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree三個函式順序的執行完成。
非同步呼叫
上述的同步呼叫雖然順利的執行完了三個任務,但是可以看到執行時間比較長,若這三個任務本身之間不存在依賴關係,可以併發執行的話,同步呼叫在執行效率方面就比較差,可以考慮透過非同步呼叫的方式來併發執行。
在Spring Boot中,我們只需要透過使用@Async註解就能簡單地將原來的同步函式變為非同步函式,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
註解能夠生效,還需要在Spring Boot的主程式中配置
@EnableAsync
,如下所示:
@SpringBootApplication @EnableAsync public class Application { public static void main(String[] args) { SpringApplication。run(Application。class, args); } }
此時可以反覆執行單元測試,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三個函式的時候已經是非同步執行了。主程式在非同步呼叫之後,主程式並不會理會這三個函式是否執行完成了,由於沒有其他需要執行的內容,所以程式就自動結束了,導致了不完整或是沒有輸出任務相關內容的情況。
注:@Async所修飾的函式不要定義為static型別,這樣非同步呼叫不會生效
非同步回撥
為了讓doTaskOne、doTaskTwo、doTaskThree能正常結束,假設我們需要統計一下三個任務併發執行共耗時多少,這就需要等到上述三個函式都完成調動之後記錄時間,並計算結果。
那麼我們如何判斷上述三個非同步呼叫是否已經執行完成呢?我們需要使用Future來返回非同步呼叫的結果,就像如下方式改造doTaskOne函式:
@Async public Future
按照如上方式改造一下其他兩個非同步函式之後,下面我們改造一下測試用例,讓測試在等待完成三個非同步呼叫之後來做一些其他事情。
@Test public void test() throws Exception { long start = System。currentTimeMillis(); Future
看看我們做了哪些改變:
在測試用例一開始記錄開始時間
在呼叫三個非同步函式的時候,返回Future型別的結果物件
在呼叫完三個非同步函式之後,開啟一個迴圈,根據返回的Future物件來判斷三個非同步函式是否都結束了。若都結束,就結束迴圈;若沒有都結束,就等1秒後再判斷。
跳出迴圈之後,根據
結束時間 - 開始時間
,計算出三個任務併發執行的總耗時。
執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,透過非同步呼叫,讓任務一、二、三併發執行,有效地減少了程式的總執行時間。