Java常用异步方式总结

news2025/7/15 16:47:37

使用建议

完整代码见https://gitee.com/pinetree-cpu/parent-demon
提供了postMan调试json文件于security-demo/src/main/resources/test_file/java-async.postman_collection.json
可导入postMan中进行调试
在这里插入图片描述

Java异步方式以及使用场景

继承Thread类

新建三个类继承Thread，以其中一个ExtThread01为例

@Slf4j
public class ExtThread01 extends Thread {
    public ExtThread01(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        log.info("execute extThread01 start {}", Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        log.info("execute extThread01 end {}", Thread.currentThread().getName());
    }
}

抽取测试方法

    private static void executeExtendThread() throws InterruptedException {
        ExtThread01 extThread01 = new ExtThread01("extThread01");
        ExtThread02 extThread02 = new ExtThread02("extThread02");
        ExtThread03 extThread03 = new ExtThread03("extThread03");
        extThread01.start();
        extThread02.start();
        extThread03.start();
        executeMainThread();
    }

    private static void executeMainThread() throws InterruptedException {
        log.info("main thread start {}", Thread.currentThread().getName());
        Thread.sleep(3000);
        log.info("main thread end {}", Thread.currentThread().getName());
    }

输出结果

2025-03-29 17:29:00.181  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-3] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : main thread start http-nio-8888-exec-3
2025-03-29 17:29:00.182  INFO 11864 --- [    extThread01] c.t.s.entity.thread.ExtThread01          : execute extThread01 start extThread01
2025-03-29 17:29:00.182  INFO 11864 --- [    extThread03] c.t.s.entity.thread.ExtThread03          : execute extThread03 start extThread03
2025-03-29 17:29:00.182  INFO 11864 --- [    extThread02] c.t.s.entity.thread.ExtThread02          : execute extThread02 start extThread02
2025-03-29 17:29:03.186  INFO 11864 --- [    extThread02] c.t.s.entity.thread.ExtThread02          : execute extThread02 end extThread02
2025-03-29 17:29:03.186  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-3] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : main thread end http-nio-8888-exec-3
2025-03-29 17:29:03.186  INFO 11864 --- [    extThread01] c.t.s.entity.thread.ExtThread01          : execute extThread01 end extThread01
2025-03-29 17:29:03.186  INFO 11864 --- [    extThread03] c.t.s.entity.thread.ExtThread03          : execute extThread03 end extThread03

实现Runnable接口

相对于继承Thread，实现Runnable可以通过继承来更好的实现逻辑复用，如下新建抽象类，在run()中封装特定的业务操作

/**
 * @author PineTree
 * @description: 抽象业务runnable
 * @date 2025/3/2 17:28
 */
@Slf4j
public abstract class AbstractBizRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        log.info("执行特定业务的通用操作");
        try {
            start();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    protected abstract void start() throws InterruptedException;
}

新建三个子类继承AbstractBizRunnable ，如下以为例Biz01Runnable 

/**
 * @author PineTree
 * @description: 业务01runnable
 * @date 2025/3/2 17:50
 */
@Slf4j
public class Biz01Runnable extends AbstractBizRunnable {

    @Override
    protected void start() throws InterruptedException {
        log.info("execute biz01Runnable start {}", Thread.currentThread().getName());
        Thread.sleep(3000);
        log.info("execute biz01Runnable end {}", Thread.currentThread().getName());
    }
}

抽取测试方法

    private void executeImplRunnable(AsyncVO asyncVO) throws InterruptedException {
        // 使用线程池
        if (asyncVO.isUsePoolFlag()) {
            simplePoolExecute.execute(new Biz01Runnable());
            simplePoolExecute.execute(new Biz02Runnable());
            simplePoolExecute.execute(new Biz03Runnable());
        } else { // 手动调用
            Thread biz1thread = new Thread(new Biz01Runnable(), "biz01Runnable");
            Thread biz2thread = new Thread(new Biz02Runnable(), "biz02Runnable");
            Thread biz3thread = new Thread(new Biz03Runnable(), "biz03Runnable");
            biz1thread.start();
            biz2thread.start();
            biz3thread.start();
        }
        executeMainThread();
    }

输出结果，可以看到在每一个线程中都执行了特定业务的通用操作

2025-03-29 17:36:42.202  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-8] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : main thread start http-nio-8888-exec-8
2025-03-29 17:36:42.202  INFO 11864 --- [  biz01Runnable] c.t.s.e.runnable.AbstractBizRunnable     : 执行特定业务的通用操作
2025-03-29 17:36:42.202  INFO 11864 --- [  biz02Runnable] c.t.s.e.runnable.AbstractBizRunnable     : 执行特定业务的通用操作
2025-03-29 17:36:42.202  INFO 11864 --- [  biz01Runnable] c.t.s.entity.runnable.Biz01Runnable      : execute biz01Runnable start biz01Runnable
2025-03-29 17:36:42.203  INFO 11864 --- [  biz02Runnable] c.t.s.entity.runnable.Biz02Runnable      : execute biz02Runnable start biz02Runnable
2025-03-29 17:36:42.203  INFO 11864 --- [  biz03Runnable] c.t.s.e.runnable.AbstractBizRunnable     : 执行特定业务的通用操作
2025-03-29 17:36:42.203  INFO 11864 --- [  biz03Runnable] c.t.s.entity.runnable.Biz03Runnable      : execute biz03Runnable start biz03Runnable
2025-03-29 17:36:45.206  INFO 11864 --- [  biz03Runnable] c.t.s.entity.runnable.Biz03Runnable      : execute biz03Runnable end biz03Runnable
2025-03-29 17:36:45.206  INFO 11864 --- [  biz02Runnable] c.t.s.entity.runnable.Biz02Runnable      : execute biz02Runnable end biz02Runnable
2025-03-29 17:36:45.206  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-8] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : main thread end http-nio-8888-exec-8
2025-03-29 17:36:45.206  INFO 11864 --- [  biz01Runnable] c.t.s.entity.runnable.Biz01Runnable      : execute biz01Runnable end biz01Runnable

使用CallableFutureTask

抽取测试方法

    private void executeCallableFuture() throws InterruptedException {
        List<CompletableFuture<String>> allFutures = new ArrayList<>();
        allFutures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            log.info("CALLABLE_FUTURE task 01 start");
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {}
            log.info("CALLABLE_FUTURE task 01 end");
            return "task01 result";
        }, simplePoolExecute));
        allFutures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            log.info("CALLABLE_FUTURE task 02 start");
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {}
            log.info("CALLABLE_FUTURE task 02 end");
            return "task02 result";
        }, simplePoolExecute));
        allFutures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            log.info("CALLABLE_FUTURE task 02 start");
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {}
            log.info("CALLABLE_FUTURE task 02 end");
            return "task03 result";
        }, simplePoolExecute));
        CompletableFuture.allOf(allFutures.toArray(new CompletableFuture[0]));
        executeMainThread();
    }

测试结果

2025-03-29 17:46:01.572  INFO 11864 --- [ingThreadPool-2] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : CALLABLE_FUTURE task 02 start
2025-03-29 17:46:01.572  INFO 11864 --- [ingThreadPool-3] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : CALLABLE_FUTURE task 02 start
2025-03-29 17:46:01.572  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-2] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : main thread start http-nio-8888-exec-2
2025-03-29 17:46:01.572  INFO 11864 --- [ingThreadPool-1] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : CALLABLE_FUTURE task 01 start
2025-03-29 17:46:04.572  INFO 11864 --- [ingThreadPool-2] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : CALLABLE_FUTURE task 02 end
2025-03-29 17:46:04.572  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-2] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : main thread end http-nio-8888-exec-2
2025-03-29 17:46:04.572  INFO 11864 --- [ingThreadPool-3] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : CALLABLE_FUTURE task 02 end
2025-03-29 17:46:04.588  INFO 11864 --- [ingThreadPool-1] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : CALLABLE_FUTURE task 01 end

使用Spring异步方法

定义异步类

@Slf4j
@Service
public class AsyncService {
    @Async
    public CompletableFuture<String> asyncMethodWithReturn() {
        try {
            // 模拟耗时操作
            Thread.sleep(3000);
            log.info("带返回值的异步方法执行完成 - {}", Thread.currentThread().getName());
            return CompletableFuture.completedFuture("Hello Async Good Result");
        } catch (InterruptedException e) {
            log.error("asyncMethodWithReturn-error", e);
            return CompletableFuture.completedFuture(e.getMessage());
        }
    }
}

启动类添加@EnableAsync 注解

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.tgh.securitydemo.mapper")
@EnableAsync
public class SecurityDemoApplication {

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

}

抽取测试方法

    private void executeSpringAsync() {
        asyncService.asyncMethodWithReturn().whenCompleteAsync((result, ext) -> {
            log.info("async方法执行完毕后获取返回结果-{}", result);
        });
        int result = 1 + 1;
        log.info("调用 async方法后发完消息后，让我们看看 1 + 1 的结果吧：{}", result);
    }

测试结果

2025-03-29 17:52:54.012  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-5] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : 调用 async方法后发完消息后，让我们看看 1 + 1 的结果吧：2
2025-03-29 17:52:57.031  INFO 11864 --- [cTaskExecutor-1] c.tgh.securitydemo.service.AsyncService  : 带返回值的异步方法执行完成 - SimpleAsyncTaskExecutor-1
2025-03-29 17:52:57.034  INFO 11864 --- [nPool-worker-11] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : async方法执行完毕后获取返回结果-Hello Async Good Result

基于MQ，以rabbitMQ为例

添加mq相关配置

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.32.155
    port: 5672
    username: admin
    password: 123
    virtual-host: /

@Configuration
public class RabbitMQConfig {
    // 定义队列名称
    public static final String QUEUE_NAME = "springboot.demo.queue";

    // 创建一个队列
    @Bean
    public Queue queue() {
        // 参数说明: name: 队列名称; durable: 是否持久化; exclusive: 是否排他; autoDelete: 是否自动删除
        return new Queue(QUEUE_NAME, true, false, false);
    }
}

新建消费者

/**
 * @author PineTree
 * @description: 消息消费
 * @date 2025/3/29 14:09
 */
@Component
@Slf4j
public class MessageConsumer {
    /**
     * 监听指定队列的消息
     * @param message 接收到的消息
     */
    @RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.QUEUE_NAME)
    public void receiveMessage(String message) {
        log.info("接收到了消息，等一下再消费");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        log.info("消费了【{}】", message);
    }
}

封装测试方法

    private void executeRabbitMQ() {
        String message = "发送了";
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMQConfig.QUEUE_NAME, message);
        log.info("消息:【{}】已发送到队列【{}】", message, RabbitMQConfig.QUEUE_NAME);
        int result = 1 + 2;
        log.info("发完消息后，让我们看看 1 + 2 的结果吧：{}", result);
    }

测试结果

2025-03-29 17:58:34.934  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-4] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : 消息:【发送了】已发送到队列【springboot.demo.queue】
2025-03-29 17:58:34.934  INFO 11864 --- [nio-8888-exec-4] c.t.s.service.impl.TestServiceImpl       : 发完消息后，让我们看看 1 + 2 的结果吧：3
2025-03-29 17:58:34.972  INFO 11864 --- [ntContainer#0-1] c.t.s.consumer.MessageConsumer           : 接收到了消息，等一下再消费
2025-03-29 17:58:37.979  INFO 11864 --- [ntContainer#0-1] c.t.s.consumer.MessageConsumer           : 消费了【发送了】

总结

对比总结表

实现方式返回值支持线程管理复杂度适用规模典型应用场景
继承Thread❌手动低小简单异步任务
实现Runnable❌手动/池低小-中线程池任务
Callable+Future✔️手动/池中中需要结果获取
Spring @Async✔️自动低中-大Spring应用
消息队列✔️(间接)自动高大分布式系统

选择建议

  1. 简单任务：优先考虑Runnable+线程池
  2. 需要结果：使用Callable+Future或CompletableFuture
  3. Spring项目：首选@Async注解
  4. 跨系统/高可靠：采用消息队列
  5. 新项目：推荐CompletableFuture或响应式编程(如Reactor)

演进趋势

现代Java开发中：

  • 直接使用Thread/Runnable的方式逐渐减少
  • CompletableFuture和响应式编程越来越普及
  • 在微服务架构中，消息队列成为跨服务异步的首选
  • Spring生态倾向于使用@Async和消息驱动

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一&#xff0c;客制化需求 客户方对于音量加减键从静音到最大音量十五个档位区域的音量变化趋势有定制化需求。 二&#xff0c;音量曲线调试流程 Android根据不同的音频流类型定义不同的曲线&#xff0c;曲线文件存放在/vendor/etc/audio_policy_volumes.xml或者default_volu…
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spring-security原理与应用系列：HttpSecurity.filters

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目录 AnyRequestMatcher WebSecurityConfig HttpSecurity AbstractInterceptUrlConfigurer AbstractAuthenticationProcessingFilter 类图 在前面的文章《spring-security原理与应用系列&#xff1a;securityFilterChainBuilders》中&#xff0c;我们遗留了一个问题&…
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JVM生产环境问题定位与解决实战（六）：总结篇——问题定位思路与工具选择策略

JVM生产环境问题定位与解决实战（六）：总结篇——问题定位思路与工具选择策略

本文已收录于《JVM生产环境问题定位与解决实战》专栏&#xff0c;完整系列见文末目录 引言 在前五篇文章中&#xff0c;我们深入探讨了JVM生产环境问题定位与解决的实战技巧&#xff0c;从基础的jps、jmap、jstat、jstack、jcmd等工具&#xff0c;到JConsole、VisualVM、MAT的…
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