Java 的 8 种异步实现方式

异步执行对于开发者来说并不陌生，在实际的开发过程中，很多场景多会使用到异步，相比同步执行，异步可以大大缩短请求链路耗时时间，比如：发送短信、邮件、异步更新等，这些都是典型的可以通过异步实现的场景。

异步的八种实现方式
1、线程Thread
2、Future
3、异步框架CompletableFuture
4、Spring注解@Async
5、Spring ApplicationEvent事件
6、消息队列
7、第三方异步框架，比如Hutool的ThreadUtil
8、Guava异步

第一、线程异步

public class AsyncThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("当前线程:" + Thread.currentThread() + " 运行!");}public static void main(String[] args) {AsyncThread asyncThread = new AsyncThread();asyncThread.run();}
}

当然如果每次都创建一个Thread线程，频繁的创建、销毁，浪费系统资源，我们可以采用线程池：

private ExecutorService executorService= Executors.newCachedThreadPool();
private void fun(){executorService.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("執行");}});
}

第二、Future

private String execute() throws Exception {ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);Future<String> future = executor.submit(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {System.out.println(" --- task start --- ");Thread.sleep(3000);System.out.println(" --- task finish ---");return "this is future execute final result!!!";}});//这里需要返回值时会阻塞主线程return future.get();
}

Future的不足之处
Future的不足之处的包括以下几点：

无法被动接收异步任务的计算结果：虽然我们可以主动将异步任务提交给线程池中的线程来执行，但是待异步任务执行结束之后，主线程无法得到任务完成与否的通知，它需要通过get方法主动获取任务执行的结果。
Future件彼此孤立：有时某一个耗时很长的异步任务执行结束之后，你想利用它返回的结果再做进一步的运算，该运算也会是一个异步任务，两者之间的关系需要程序开发人员手动进行绑定赋予，Future并不能将其形成一个任务流（pipeline），每一个Future都是彼此之间都是孤立的，所以才有了后面的CompletableFuture，CompletableFuture就可以将多个Future串联起来形成任务流。
Futrue没有很好的错误处理机制：截止目前，如果某个异步任务在执行发的过程中发生了异常，调用者无法被动感知，必须通过捕获get方法的异常才知晓异步任务执行是否出现了错误，从而在做进一步的判断处理。

第三、CompletableFuture实现异步

private ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
private String execute() throws Exception {Future<String> future = executor.submit(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {System.out.println(" --- task start --- ");Thread.sleep(3000);System.out.println(" --- task finish ---");return "this is future execute final result!!!";}});//这里需要返回值时会阻塞主线程return future.get();
}

第四、Spring的@Async异步

/*** 线程池参数配置，多个线程池实现线程池隔离，@Async注解，默认使用系统自定义线程池，可在项目中设置多个线程池，在异步调用的时候，指明需要调用的线程池名称，比如：@Async("taskName")**/
@EnableAsync
@Configuration
public class TaskPoolConfig {/*** 自定义线程池***/@Bean("taskExecutor")public Executor taskExecutor() {//返回可用处理器的Java虚拟机的数量 12int i = Runtime.getRuntime().availableProcessors();System.out.println("系统最大线程数  ： " + i);ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();//核心线程池大小executor.setCorePoolSize(16);//最大线程数executor.setMaxPoolSize(20);//配置队列容量，默认值为Integer.MAX_VALUEexecutor.setQueueCapacity(99999);//活跃时间executor.setKeepAliveSeconds(60);//线程名字前缀executor.setThreadNamePrefix("asyncServiceExecutor -");//设置此执行程序应该在关闭时阻止的最大秒数，以便在容器的其余部分继续关闭之前等待剩余的任务完成他们的执行executor.setAwaitTerminationSeconds(60);//等待所有的任务结束后再关闭线程池executor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);return executor;}
}

在实际项目中，使用@Async调用线程池，推荐等方式是是使用自定义线程池的模式，不推荐直接使用@Async直接实现异步。

第五、Spring ApplicationEvent事件实现异步
定义事件

public class AsyncSendEmailEvent extends ApplicationEvent {/*** 邮箱**/private String email;/*** 主题**/private String subject;/*** 内容**/private String content;/*** 接收者**/private String targetUserId;
}

定义事件处理器

@Slf4j
@Component
public class AsyncSendEmailEventHandler implements ApplicationListener<AsyncSendEmailEvent> {@Autowiredprivate IMessageHandler mesageHandler;@Async("taskExecutor")@Overridepublic void onApplicationEvent(AsyncSendEmailEvent event) {if (event == null) {return;}String email = event.getEmail();String subject = event.getSubject();String content = event.getContent();String targetUserId = event.getTargetUserId();mesageHandler.sendsendEmailSms(email, subject, content, targerUserId);}
}

另外，可能有些时候采用ApplicationEvent实现异步的使用，当程序出现异常错误的时候，需要考虑补偿机制，那么这时候可以结合Spring Retry重试来帮助我们避免这种异常造成数据不一致问题。

第六、七不做介绍；
第八、 Guava异步
Guava的ListenableFuture顾名思义就是可以监听的Future，是对java原生Future的扩展增强。我们知道Future表示一个异步计算任务，当任务完成时可以得到计算结果。如果我们希望一旦计算完成就拿到结果展示给用户或者做另外的计算，就必须使用另一个线程不断的查询计算状态。这样做，代码复杂，而且效率低下。使用Guava ListenableFuture可以帮我们检测Future是否完成了，不需要再通过get()方法苦苦等待异步的计算结果，如果完成就自动调用回调函数，这样可以减少并发程序的复杂度。
ListenableFuture是一个接口，它从jdk的Future接口继承，添加了void addListener(Runnable listener, Executor executor)方法。
我们看下如何使用ListenableFuture。首先需要定义ListenableFuture的实例:

 ListeningExecutorService executorService = MoreExecutors.listeningDecorator(Executors.newCachedThreadPool());final ListenableFuture<Integer> listenableFuture = executorService.submit(new Callable<Integer>() {@Overridepublic Integer call() throws Exception {log.info("callable execute...")TimeUnit.SECONDS.sleep(1);return 1;}});

首先通过MoreExecutors类的静态方法listeningDecorator方法初始化一个ListeningExecutorService的方法，然后使用此实例的submit方法即可初始化ListenableFuture对象。
ListenableFuture要做的工作，在Callable接口的实现类中定义，这里只是休眠了1秒钟然后返回一个数字1，有了ListenableFuture实例，可以执行此Future并执行Future完成之后的回调函数。

 Futures.addCallback(listenableFuture, new FutureCallback<Integer>() {@Overridepublic void onSuccess(Integer result) {//成功执行...System.out.println("Get listenable future's result with callback " + result);}@Overridepublic void onFailure(Throwable t) {//异常情况处理...t.printStackTrace();}
});