# 前言
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在现代高并发的应用场景中，同步阻塞式的代码执行方式往往成为系统性能的瓶颈。Spring 框架提供的 @Async 注解，为开发者提供了一种简单而强大的异步执行解决方案，让我们能够轻松地将耗时任务移出主线程，显著提升系统的吞吐量和响应速度。今天大聪明就跟各位小伙伴深入浅出的聊一聊 @Async 注解。

# @Async 注解

@Async 注解的使用非常简单，需要两个步骤：

 1. 在启动类上添加注解 @EnableAsync ，开启异步任务。 
 2. 在需要异步执行的方法或类上添加注解 @Async 。

```java
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class MyApplication {

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

// 异步服务类
@Service
public class MyService {

    @Async
    public String doSomething() {
        return "大聪明教你学Java";
    }
}
```
下面我们一起来看看 @Async 的底层原理~ 

## @Async 原理分析
@Async 可以异步执行任务，本质上是通过动态代理来实现的。通过 Spring 中的后置处理器 BeanPostProcessor 为使用 @Async 注解的类创建动态代理，之后 @Async 注解方法的调用会被动态代理拦截，在拦截器中将方法的执行封装为异步任务提交给线程池处理。

### 开启异步
使用 @Async 之前，需要在启动类上添加 @EnableAsync 来开启异步，@EnableAsync 注解如下👇

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/7db19ec610bc87ba17f87a8097589932.jpg#pic_center)
在 @EnableAsync 注解上通过 @Import 注解引入了 AsyncConfigurationSelector ，因此 Spring 会去加载通过 @Import 注解引入的类。AsyncConfigurationSelector 类实现了 ImportSelector 接口，因此在该类中会重写 selectImports() 方法来自定义加载 Bean 的逻辑，如下图所示 👇

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/c8c91ff6d0a748ef74e6b7b60d217413.jpg#pic_center)
在 selectImports() 方法中，会根据通知的不同类型来选择加载不同的类，其中 adviceMode 默认值为 PROXY 。以基于 JDK 代理的通知为例，此时会加载 ProxyAsyncConfiguration 类，如下所示👇

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/022dcab1677399c2f540c7a8a7d19e35.jpg#pic_center)
### 后置处理器
在 ProxyAsyncConfiguration 类中，会通过 @Bean 注解加载一个后置处理器 AsyncAnnotationBeanPostProcessor ，这个后置处理器是使 @Async 注解起作用的关键。如果某一个类或者方法上使用了 @Async 注解，AsyncAnnotationBeanPostProcessor 处理器就会为该类创建一个动态代理。该类的方法在执行时，会被代理对象的拦截器所拦截，其中被 @Async 注解标记的方法会异步执行。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/b4fb63e6f2d1761f82a52b105d0f3424.jpg#pic_center)
AsyncAnnotationBeanPostProcessor 的父类实现了 BeanFactoryAware 接口，因此在该类中重写了 setBeanFactory() 方法作为扩展点，来加载 AsyncAnnotationAdvisor 。

**① 创建 Advisor**

Advisor 是 Spring AOP 对 Advice 和 Pointcut 的抽象。Advice 为执行的通知逻辑，Pointcut 为通知执行的切入点。在后置处理器 AsyncAnnotationBeanPostProcessor 中会去创建 AsyncAnnotationAdvisor ， 在它的构造方法中，会构建对应的 Advice 和 Pointcut ：

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/deb670758861810dcee0c71be73251cb.jpg#pic_center)

**② 后置处理逻辑**
AsyncAnnotationBeanPostProcessor 后置处理器中实现的 postProcessAfterInitialization() 方法在其父类 AbstractAdvisingBeanPostProcessor 中，在 Bean 初始化之后，会进入到 postProcessAfterInitialization() 方法进行后置处理。在后置处理方法中，会判断 Bean 是否符合后置处理器中 Advisor 通知的条件，如果符合，则创建代理对象。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/4157bf2a4dc0a5a1623ddaefe16336c6.jpg#pic_center)
### @Async 注解方法的拦截
@Async 注解方法的执行会在 AnnotationAsyncExecutionInterceptor 中被拦截，在 invoke() 方法中执行拦截器的逻辑。此时会将 @Async 注解标注的方法封装为异步任务，交给执行器来执行。invoke() 方法在 AnnotationAsyncExecutionInterceptor 的父类 AsyncExecutionInterceptor 中定义 👇

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/e51e555ad83d0b612e3d3ea00c844455.jpg#pic_center)
在 invoke() 方法中，主要有 3 个步骤：

 1. 确定执行异步任务的执行器。 
 2. 将 @Async 注解标注的方法封装为 Callable 异步任务。 
 3. 将任务提交给执行器执行

**① 确定执行异步任务的执行器**
在 determineAsyncExecutor() 方法中，会获取异步任务的执行器（即执行异步任务的 线程池 ）。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/a2e265762c947b6f50654e590de1e0e1.jpg#pic_center)
在 determineAsyncExecutor() 方法中确定了异步任务的执行器（线程池），主要是通过 @Async 注解的 value 值来获取执行器的限定符，根据限定符再去 BeanFactory 中查找对应的执行器就可以了。如果在 @Async 注解中没有指定线程池，则会通过 this.defaultExecutor.get() 来获取默认的线程池。其中 super.getDefaultExecutor() 会在 beanFactory 中尝试获取 Executor 类型的线程池。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/10b60abea9a060bd7566d132dda3496b.jpg#pic_center)
该线程池的在每次执行异步任务时，都会创建一个新的线程去执行任务，并不会对线程进行复用，从而导致异步任务执行的开销很大。一旦在 @Async 注解标注的方法某一瞬间并发量剧增，应用就会大量创建线程，从而影响服务质量甚至出现服务不可用。同一时刻如果向 SimpleAsyncTaskExecutor 线程池提交 10000 个任务，那么该线程池就会创建 10000 个线程。所以在使用 @Async 时需要自己指定线程池，避免 Spring 默认线程池带来的风险。

**② 将方法封装为异步任务**
在 invoke() 方法获取执行器之后，会将方法封装为异步任务，相比于 Runnable ，Callable 可以返回结果，并且抛出异常。将 invocation.proceed() 的执行（原方法的执行）封装为 Callable 异步任务。这里仅仅当 result （方法返回值）类型为 Future 才返回，如果是其他类型则直接返回 null 。因此使用 @Async 注解标注的方法如果使用 Future 类型之外的返回值，则无法获取方法的执行结果。

**③ 提交异步任务**

在 invoke() 中将要执行的方法封装为 Callable 任务之后，就会将任务交给执行器来执行。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/33b5b159b05adcb7a37938cdfb2289a2.jpg#pic_center)

在 doSubmit() 方法中，会根据 @Async 注解标注方法的返回值不同，来选择不同的任务提交方式，最后任务会由执行器（线程池）执行。

# @Async 注解使用建议
## 自定义线程池
如果没有显式地配置线程池，在 @Async 底层会先在 BeanFactory 中尝试获取线程池，如果获取不到，则会创建一个 SimpleAsyncTaskExecutor 实现。SimpleAsyncTaskExecutor 本质上不算是一个真正的线程池，因为它对于每个请求都会启动一个新线程而不重用现有线程，这会带来一些潜在的问题，例如资源消耗过大。所以一定要显式配置一个线程池，推荐使用 ThreadPoolTaskExecutor。并且，还可以根据任务的性质和需求，为不同的异步方法指定不同的线程池。

## 避免 @Async 注解失效
Spring 的异步机制是通过动态代理实现的，所以被 @Async 注解修饰的方法不能被 static 关键字修饰。除此之外，在调用被 @Async 注解修饰的方法时，要通过动态代理来进行调用，若直接通过类内部方法的方式进行调用则也会导致 @Async 注解失效。
# 小结
本人经验有限，有些地方可能讲的没有特别到位，如果您在阅读的时候想到了什么问题，欢迎在评论区留言，我们后续再一一探讨🙇‍

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Spring框架的@Async注解实现异步任务执行，通过动态代理和线程池提升系统性能。文章详解@Async原理、使用步骤及注意事项，包括自定义线程池配置和避免注解失效的技巧，帮助开发者优化高并发场景下的应用性能。

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