Spring Boot实践八--用户管理系统（下）

前面我们在数据库初始化时额外创建了一张任务表，用来模拟处理任务：

key模拟业务
sendMail模拟用户注册后给用户发送邮件任务，多线程异步任务处理
analysisLog模拟每晚定时分析日志业务，定时任务处理

异步任务

异步任务通过方法上的@Async("taskExecutor")和启动类的@EnableAsync注解实现，@Async中的参数指定了异步任务使用的的线程池。

首先，实现AsyncUserService服务接口：

接口：

package com.example.demospringboot.service;public interface AsyncUserService {void sendMailTask();
}

对应实现：

package com.example.demospringboot.service.impl;import com.example.demospringboot.dao.JobMapper;
import com.example.demospringboot.task.AsyncTasks;
import com.example.demospringboot.service.AsyncUserService;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class AsyncUserServiceImpl implements AsyncUserService {@Autowiredprivate AsyncTasks asyncTasks;@AutowiredJobMapper jobMapper;@Overridepublic void sendMailTask() {if (jobMapper.getSendmail() > 0) {asyncTasks.doAsyncTask("doSendMailTask");jobMapper.setSendmail(0); // 发送结束标记}};
}

用到的task类如下：

package com.example.demospringboot.task;import com.example.demospringboot.utils.ThreadUtils;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Random;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;@Slf4j
@Component
public class AsyncTasks {public static Random random = new Random();// @Async注解中的参数指向异步任务的线程池@Async("taskExecutor")public CompletableFuture<String> doAsyncTask(String taskNo){log.info("start AsyncTask: {}", taskNo);long start = System.currentTimeMillis();ThreadUtils.sleepUtil(random.nextInt(10000));long end = System.currentTimeMillis();log.info("end:{}, task:{} ms", taskNo, end - start);return CompletableFuture.completedFuture("finished");}}

（1）异步任务通过方法上的@Async("taskExecutor")和启动类的@EnableAsync注解实现，@Async中的参数指定了异步任务使用的的线程池。调用异步方法时不会等待方法执行完，调用即过，被调用方法在自己的线程池中奔跑。
（2）多线程执行的返回值是Future类型或void。Future是非序列化的，微服务架构中有可能传递失败。spring boot推荐使用的CompletableFuture来返回异步调用的结果。

用到的thread工具类如下：

package com.example.demospringboot.utils;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Repository;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;@Repository
@Slf4j
public class ThreadUtils {public static final int MAX_POOL_SIZE = 2;public static final String SCHED_EXECUTOR_POOL_PREFIX = "sched-exe-" + MAX_POOL_SIZE + "-";public static final String ASYNC_EXECUTOR_POOL_PREFIX = "async-exe-" + MAX_POOL_SIZE + "-";public static final String ASYNC_TASK_POOL_PREFIX = "async-task-" + MAX_POOL_SIZE + "-";// 自定义AsyncTask线程池@Beanpublic ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(MAX_POOL_SIZE);executor.setMaxPoolSize(MAX_POOL_SIZE);executor.setQueueCapacity(MAX_POOL_SIZE);executor.setKeepAliveSeconds(0);executor.setThreadNamePrefix(ASYNC_TASK_POOL_PREFIX);// 如果添加到线程池失败，那么主线程会自己去执行该任务executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());return executor;}// 启动Executor的线程池public static ThreadPoolTaskExecutor getThreadPool(String threadNamePrefix) {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(MAX_POOL_SIZE);executor.setMaxPoolSize(MAX_POOL_SIZE);executor.setQueueCapacity(MAX_POOL_SIZE);executor.setKeepAliveSeconds(0);executor.setThreadNamePrefix(threadNamePrefix);executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());executor.initialize();return executor;}public static void sleepUtil(long millis) {try {Thread.sleep(millis);} catch (InterruptedException e) {log.error("{}", e);}}
}

线程池用的是ThreadPoolTaskExecutor 。Executor 顾名思义是专门用来处理多线程相关的一个接口，所有线程相关的类都实现了这个接口，里面有一个execute()方法，用来执行线程，线程池主要提供一个线程队列，队列中保存着所有等待状态的线程。避免了创建与销毁的额外开销，提高了响应的速度。

ThreadPoolTaskExecutor是对ThreadPoolExecutor进行了封装处理，是spring core包中提供的，而ThreadPoolExecutor是JDK中的JUC。

参数说明：

  • corePoolSize：核心线程数
  • queueCapacity：任务队列容量（阻塞队列）
  • maxPoolSize：最大线程数
  • keepAliveTime：线程空闲时间
  • rejectedExecutionHandler：任务拒绝处理器
    异步任务会先占用核心线程，核心线程满了其他任务进入队列等待；在缓冲队列也满了之后才会申请超过核心线程数的线程来进行处理。当线程数已经达到maxPoolSize，且队列已满，线程池可以调用这四个策略处理：
    • AbortPolicy策略：默认策略，如果线程池队列满了丢掉这个任务并且抛出RejectedExecutionException异常。
    • DiscardPolicy策略：如果线程池队列满了，会直接丢掉这个任务并且不会有任何异常。
    • DiscardOldestPolicy策略：如果队列满了，会将最早进入队列的任务删掉腾出空间，再尝试加入队列。
    • CallerRunsPolicy策略：如果添加到线程池失败，那么主线程会自己去执行该任务，不会等待线程池中的线程去执行。
    • 也可以自己实现RejectedExecutionHandler接口，可自定义处理器

为了控制异步任务的并发不影响到应用的正常运作，我们必须要对线程池做好相应的配置，防止资源的过渡使用。需考虑好默认线程池的配置和多任务情况下的线程池隔离。

上述服务我们就用不同线程池的JobManager进行管理：

package com.example.demospringboot.job;import com.example.demospringboot.service.AsyncUserService;
import com.example.demospringboot.utils.ThreadUtils;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Component;@Slf4j
@Component
public class AsyncJobManager {private static final ThreadPoolTaskExecutor ASYNC_EXECUTOR_POOL =ThreadUtils.getThreadPool(ThreadUtils.ASYNC_EXECUTOR_POOL_PREFIX);@Autowiredprivate AsyncUserService asyncUserService;public void startSyncExecutor() {ASYNC_EXECUTOR_POOL.execute(new AsyncExecutor(asyncUserService));}static class AsyncExecutor implements Runnable {private AsyncUserService asyncUserService;public AsyncExecutor(AsyncUserService asyncUserService) {this.asyncUserService = asyncUserService;}@Overridepublic void run() {while (true) {asyncUserService.sendMailTask();// sleep 1sThreadUtils.sleepUtil(1000L);}}}
}

定时任务

定时任务通过在主类家@EnableScheduling注解，在任务类加@Scheduled 实现。

同样地，先实现SchedUserService服务接口：

接口：

package com.example.demospringboot.service;public interface SchedUserService {void AnalysisLogTask();
}

对应实现：

package com.example.demospringboot.service.impl;import com.example.demospringboot.ScheduledTasks;
import com.example.demospringboot.dao.JobMapper;
import com.example.demospringboot.service.SchedUserService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;@Slf4j
@Service
public class SchedUserServiceImpl implements SchedUserService {@Autowiredprivate ScheduledTasks scheduledTasks;@AutowiredJobMapper jobMapper;@Overridepublic void AnalysisLogTask() {if (jobMapper.getAnalysisLog() > 0) {scheduledTasks.AnalysisLogTask();}};
}

对应的task如下：

package com.example.demospringboot;import com.example.demospringboot.utils.ThreadUtils;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;@Slf4j
@Component
@AllArgsConstructor
public class ScheduledTasks {private static final SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");/***  秒   分   时    日   月   周几*  0    *    *    *    *   MON-FRI*/@Scheduled(cron = "10 0 0 * * ?")public void AnalysisLogTask() {log.info("AnalysisLogTask start：" + dateFormat.format(new Date()));ThreadUtils.sleepUtil(10000);log.info("AnalysisLogTask end：" + dateFormat.format(new Date()));}
}

我们来详细了解下cron表达式：

（1）0/2 * * * * ?   表示每2秒 执行任务
（1）0 0/2 * * * ?   表示每2分钟 执行任务
（1）0 0 2 1 * ?   表示在每月的1日的凌晨2点调整任务
（2）0 15 10 ? * MON-FRI   表示周一到周五每天上午10:15执行作业
（3）0 15 10 ? 6L 2002-2006   表示2002-2006年的每个月的最后一个星期五上午10:15执行作业
（4）0 0 10,14,16 * * ?   每天上午10点，下午2点，4点
（5）0 0/30 9-17 * * ?   朝九晚五工作时间内每半小时
（6）0 0 12 ? * WED   表示每个星期三中午12点
（7）0 0 12 * * ?   每天中午12点触发
（8）0 15 10 ? * *   每天上午10:15触发
（9）0 15 10 * * ?     每天上午10:15触发
（10）0 15 10 * * ?   每天上午10:15触发
（11）0 15 10 * * ? 2005   2005年的每天上午10:15触发
（12）0 * 14 * * ?     在每天下午2点到下午2:59期间的每1分钟触发
（13）0 0/5 14 * * ?   在每天下午2点到下午2:55期间的每5分钟触发
（14）0 0/5 14,18 * * ?     在每天下午2点到2:55期间和下午6点到6:55期间的每5分钟触发
（15）0 0-5 14 * * ?   在每天下午2点到下午2:05期间的每1分钟触发
（16）0 10,44 14 ? 3 WED   每年三月的星期三的下午2:10和2:44触发
（17）0 15 10 ? * MON-FRI   周一至周五的上午10:15触发
（18）0 15 10 15 * ?   每月15日上午10:15触发
（19）0 15 10 L * ?   每月最后一日的上午10:15触发
（20）0 15 10 ? * 6L   每月的最后一个星期五上午10:15触发
（21）0 15 10 ? * 6L 2002-2005   2002年至2005年的每月的最后一个星期五上午10:15触发
（22）0 15 10 ? * 6#3   每月的第三个星期五上午10:15触发

SchedJobManager进行任务管理:

package com.example.demospringboot.job;import com.example.demospringboot.service.SchedUserService;
import com.example.demospringboot.utils.ThreadUtils;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import org.springframework.stereotype.Component;@Slf4j
@Component
public class SchedJobManager {private static final ThreadPoolTaskExecutor SCHED_EXECUTOR_POOL =ThreadUtils.getThreadPool(ThreadUtils.SCHED_EXECUTOR_POOL_PREFIX);@Autowiredprivate SchedUserService schedUserService;public void startSchedExecutor() {SCHED_EXECUTOR_POOL.execute(new Executor(schedUserService));}static class Executor implements Runnable {private SchedUserService schedUserService;public Executor(SchedUserService schedUserService) {this.schedUserService = schedUserService;}@Overridepublic void run() {while (true) {schedUserService.AnalysisLogTask();// sleep 1sThreadUtils.sleepUtil(1000L);}}}
}

主启动类

主类如下，同时开启任务：

package com.example.demospringboot;import com.example.demospringboot.job.SchedJobManager;
import com.example.demospringboot.job.AsyncJobManager;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.jdbc.datasource.init.ScriptUtils;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import com.spring4all.swagger.EnableSwagger2Doc;@Slf4j
@EnableCaching
@EnableAsync
@SpringBootApplication
@EnableSwagger2Doc
// 需要指定扫描的类，并在配置文件指定mybatis.mapper-locations为对应的xml路径
@MapperScan(value = {"com.example.demospringboot.dao"})
public class DemospringbootApplication implements CommandLineRunner {@Autowiredprivate SchedJobManager schedJobManager;@Autowiredprivate AsyncJobManager asyncJobManager;@Autowiredprivate DataSource dataSource;public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(DemospringbootApplication.class, args);}@Overridepublic void run(String... strings) throws SQLException {initDatabase();schedJobManager.startSchedExecutor();asyncJobManager.startSyncExecutor();}private void initDatabase() throws SQLException {log.info("======== 自动初始化数据库开始 ========");Resource initData = new ClassPathResource("schema.sql");Connection connection = null;try {connection = dataSource.getConnection();ScriptUtils.executeSqlScript(connection, initData);} catch (SQLException e) {throw new RuntimeException(e);} finally {if (connection != null) {connection.close();}}log.info("======== 自动初始化数据库结束 ========");}
}

主启动类实现了CommandLineRunner 接口，会直接执行run方法。
我们在其中调用了对应JobManager的startExecutor方法，用线程池execute方法启动了对应线程类的run方法。

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