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- [Spring Boot Async](#spring-boot-async)
- [Spring Executor和Scheduler的自动配置](#spring-executor和scheduler的自动配置)
- [Task Execution and Scheduling](#task-execution-and-scheduling)
- [Task Execution Abstraction](#task-execution-abstraction)
- [TaskExecutor接口的实现种类](#taskexecutor接口的实现种类)
- [TaskExecutor的使用](#taskexecutor的使用)
- [Spring TaskScheduler Abstraction](#spring-taskscheduler-abstraction)
- [Trigger接口](#trigger接口)
- [Trigger实现类](#trigger实现类)
- [TaskScheduler实现类](#taskscheduler实现类)
- [对任务调度和异步执行的注解支持](#对任务调度和异步执行的注解支持)
- [启用Scheduling注解](#启用scheduling注解)
- [@Scheduled注解](#scheduled注解)
- [@Async注解](#async注解)
- [@Async方法的异常处理](#async方法的异常处理)
- [Cron表达式](#cron表达式)
- [Macros](#macros宏)
# Spring Boot Async
## Spring Executor和Scheduler的自动配置
当当前上下文中没有Executor类型的bean对象时spring boot会自动配置一个ThreadPoolTaskExecutor类型的bean对象并且将该bean对象和异步task执行@EnableAsync和spring mvc异步请求处理关联在一起。
该默认创建的ThreadPoolTaskExecutor默认使用8个核心线程并且线程数量可以根据负载动态的增加或者减少。
可以通过如下方式对ThreadPoolTaskExecutor进行配置
```properties
# 该线程池最多含有16个线程
spring.task.execution.pool.max-size=16
# 有有界队列存放task上限为100
spring.task.execution.pool.queue-capacity=100
# 当线程空闲10s默认60s时会进行回收
spring.task.execution.pool.keep-alive=10s
# 设置核心线程数量
spring.task.execution.pool.core-size=8
```
如果使用@EnableScheduling一个ThreadPoolTaskScheduler也可以被配置。该线程池默认使用一个线程但是也可以动态设置
```properties
spring.task.scheduling.thread-name-prefix=scheduling-
spring.task.scheduling.pool.size=2
```
## Task Execution and Scheduling
Spring通过TaskExecutor和TaskScheduler接口为task的异步执行和调度提供了抽象。
### Task Execution Abstraction
Executor对应的是JDK中线程池的概念。在Spring中TaskExecutor接口和java.util.concurrent.Executor接口相同该接口中只有一个execute方法execute(Runnable task))接受一个task。
### TaskExecutor接口的实现种类
Spring中包含许多预制的TaskExecutor实现类该实现类如下
- SyncTaskExecutor:该实现类不会执行异步的调用所有任务的执行都会发生在调用该executor的线程中。通常使用在不需要多线程的场景
- SimpleAsyncTaskExecutor该实现类不会复用任何的线程相反的对于每次调用该executor都会使用一个全新的线程。但是该实现类的确支持对并发数量的限制该executor会阻塞任何超过并发数量限制的调用直到slot被释放为止。SimpleAsyncTaskExecutor并不支持池化技术
- ConcurrentTaskExecutor该实现类是java.util.concurrent.Executor实例的adapter其可以将java.util.concurrent.Executor实例的配置参数以bean properties的形式暴露。当ThreadPoolTaskExecutor的灵活性无法满足需求时可以使用ConcurrentTaskExecutor
- ThreadPoolTaskExecutor该实现类型是最广泛被使用的。该实现类可以通过bean properties来配置java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor实例并且将该实例wrap在TaskExecutor实例中。当想要使用另一种java.util.concurrent.Executor时可以使用ConcurrentTaskExecutor。
- DefaultManagedTaskExecutor该实现使用了通过JNDI获取的ManagedExecutorService
### TaskExecutor的使用
在springboot中当使用@EnableAsync时可以通过配置ThreadPoolExecutor的bean properties来配置线程池的核心线程数和最大线程数等属性。
```properties
# 该线程池最多含有16个线程
spring.task.execution.pool.max-size=16
# 有有界队列存放task上限为100
spring.task.execution.pool.queue-capacity=100
# 当线程空闲10s默认60s时会进行回收
spring.task.execution.pool.keep-alive=10s
# 设置核心线程数量
spring.task.execution.pool.core-size=8
```
## Spring TaskScheduler Abstraction
为了在特定的时间点执行taskSpring引入了TaskScheduler接口接口定义如下
```java
public interface TaskScheduler {
ScheduledFuture schedule(Runnable task, Trigger trigger);
ScheduledFuture schedule(Runnable task, Instant startTime);
ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Instant startTime, Duration period);
ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Duration period);
ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Instant startTime, Duration delay);
ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Duration delay);
```
> scheduleAtFixedRate和scheduleAtFixedDelay区别
> - fixed rate表示两个task执行开始时间的间隔
> - fixed delay表示上一个task结束时间和下一个task开始时间的间隔
>
> 实例如下:
> - fixed rateTTWWWTTTWWT...(开始时间间隔为5)
> - fixed delayTTWWWWWTTTTWWWWWTTTTTTTWWWWWT...(上次结束和下次开始之间的间隔为5)
>
> **通常TaskScheduler默认情况下是单线程执行的故而fixed rate执行时如果一个Task执行时间超过period时在当前task执行完成之前下一个task并不会开始执行。下一个task会等待当前task执行完成之后立马执行。**
### Trigger接口
Trigger接口的核心理念是下次执行事件由上次执行的结果决定。上次执行的结果存储在TriggerContext中。
Trigger接口如下
```java
public interface Trigger {
Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext);
}
```
TriggerContext接口如下其具有默认的实现类SimpleTriggerContext
```java
public interface TriggerContext {
Date lastScheduledExecutionTime();
Date lastActualExecutionTime();
Date lastCompletionTime();
}
```
### Trigger实现类
Spring为Trigger提供了两个实现类其中CronTrigger允许task的调度按照cron expression来执行类似linux中的crond
```java
scheduler.schedule(task, new CronTrigger("0 15 9-17 * * MON-FRI"));
```
Spring的另一个Trigger实现是PeriodicTrigger其接受一个固定的period期间一个可选的初始delay值并接收一个boolean值标识该period是fixed-rate还是fixed-delay。
### TaskScheduler实现类
如果不需要外部的线程管理可以使用spring提供的ThreadPoolTaskScheduler其会将任务委托给ScheduledExecutorService来提供bean-properties形式的配置。
## 对任务调度和异步执行的注解支持
Spring同时对任务调度和异步方法的执行提供注解支持。
### 启用Scheduling注解
想要启用@Async和@Scheduled注解,必须将@EnableAsync注解和@EnableScheduling注解添加到一个@Configuration类上
```java
@Configuration
@EnableAsync
@EnableScheduling
public class AppConfig {
}
```
> **@Async注解的实现是通过proxy模式来实现的故而如果在类内部调用位于同一个类中的@Async方法那么代理拦截会失效此时调用的@Async方法将会同步执行而非异步执行**
> @Async可以接收一个value值用于指定目标的执行器Executor或TaskExecutor的beanName
### @Scheduled注解
在将@Scheduled注解标注到方法时可以为其指定一个trigger的元数据使用示例如下
```java
@Scheduled(fixedDelay = 5000)
public void doSomething() {
// something that should run periodically
}
```
> 默认情况下fixedDelay、fixedRate、initialDelay的时间单位都是ms可以指定timeUnit来指定其他的时间单位
> ```java
> @Scheduled(fixedDelay = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
> public void doSomething() {
> // something that should run periodically
> }
> ```
可以为@Scheduled注解使用cron表达式
```java
@Scheduled(cron="*/5 * * * * MON-FRI")
public void doSomething() {
// something that should run on weekdays only
}
```
### @Async注解
通过为方法指定@Async注解可以让该方法异步执行该方法的执行通过TaskExecutor。
```java
@Async
void doSomething() {
// this will be run asynchronously
}
```
可以为@Async标注的方法指定参数和返回值但是异步方法的返回值只能为void或是Future类型。
在该异步方法的调用方调用返回Future实例的get方法之前调用方仍然能够执行其他操作异步方法的执行位于TaskExecutor的线程中。
```java
@Async
Future<String> returnSomething(int i) {
// this will be run asynchronously
}
```
不能将@Async注解和生命周期回调(例如@PostConstruct进行混用如果想要异步的初始化bean对象需要按照如下方法
```java
public class SampleBeanImpl implements SampleBean {
@Async
void doSomething() {
// ...
}
}
public class SampleBeanInitializer {
private final SampleBean bean;
public SampleBeanInitializer(SampleBean bean) {
this.bean = bean;
}
@PostConstruct
public void initialize() {
bean.doSomething();
}
}
```
### @Async方法的异常处理
@Async方法的返回类型是Future类型时处理async方法执行时抛出的异常非常简单当在Future对象上调用get方法时异常会被抛出。**但当@Async方法的返回类型是void时执行时抛出的异常既无法被捕获也无法被传输。可以指定一个AsyncUncaughtExceptionHandler来处理此类异常。**
```java
public class MyAsyncUncaughtExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {
@Override
public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
// handle exception
}
}
```
### Cron表达式
在Spring中cron表达式格式如下
\* \* \* \* \* \*
其代表为s,min,hour,day of month/\*(1~31)\*/,month/\*(1~12)\*/,day of week/\*(0~7,0 or 7 is sun)\*/)
> 规则如下:
> - 所有字段都可以用(*)来匹配所有值
> - 逗号(,)可以用来分隔同一字段中多个值
> - 分号(-可以用来指定范围指定的范围左右都包含eg1-5代表[1,5]
> - 在范围(或是*)后跟随下划线(/)代表间隔,如在分钟字段指定*/20代表该小时内每过20min
> - 对于月份或者day of week可以使用英文名的前三个字母来代替大小写不敏感
> - 在day of month或day of week字段中可以包含L字母
> - 在day of month字段L代表该月的最后一天在该字段还可以为L指定一个负的偏移量如L-n代表该月的倒数第n+1天
> - 在day of week字段L代表该周的最后一天L前还可以前缀月份的数字或是月份的前三个字母dL或DDDL如7L或sunL代表该月份的最后一个星期日),代该月份的最后一个day of week
> - day of month字段可以指定为nW代表离day of month为n最近的一个工作日如果n为周六则该该字段代表的值为周五的day of month如果n为周六则该字段代表下周一的day of month如果n为1其位于周六其也代表下周一的day of month1W代表该月的第一个工作日
> - 如果day of month的值为LW则代表该月的最后一个工作日
> - day of week字段还能指定为d#n或DDD#n的形式代表该月的的第几个d in week例如SUN#2代表当前月的第二个星期日
#### Macros
Cron表达式可读性不太好可以使用如下预定义的宏
| Macro | meaning |
|:-:|:-:|
| @yearly (or @annually) | once a year (0 0 0 1 1 *) |
| @monthly | once a month (0 0 0 1 * *) |
| @weekly | once a week (0 0 0 * * 0) |
| @daily (or @midnight) | once a day (0 0 0 * * *), or |
| @hourly | once an hour, (0 0 * * * *) |
- [Spring Boot Async](#spring-boot-async)
- [Spring Executor和Scheduler的自动配置](#spring-executor和scheduler的自动配置)
- [Task Execution and Scheduling](#task-execution-and-scheduling)
- [Task Execution Abstraction](#task-execution-abstraction)
- [TaskExecutor接口的实现种类](#taskexecutor接口的实现种类)
- [TaskExecutor的使用](#taskexecutor的使用)
- [Spring TaskScheduler Abstraction](#spring-taskscheduler-abstraction)
- [Trigger接口](#trigger接口)
- [Trigger实现类](#trigger实现类)
- [TaskScheduler实现类](#taskscheduler实现类)
- [对任务调度和异步执行的注解支持](#对任务调度和异步执行的注解支持)
- [启用Scheduling注解](#启用scheduling注解)
- [@Scheduled注解](#scheduled注解)
- [@Async注解](#async注解)
- [@Async方法的异常处理](#async方法的异常处理)
- [Cron表达式](#cron表达式)
- [Macros](#macros宏)
# Spring Boot Async
## Spring Executor和Scheduler的自动配置
当当前上下文中没有Executor类型的bean对象时spring boot会自动配置一个ThreadPoolTaskExecutor类型的bean对象并且将该bean对象和异步task执行@EnableAsync和spring mvc异步请求处理关联在一起。
该默认创建的ThreadPoolTaskExecutor默认使用8个核心线程并且线程数量可以根据负载动态的增加或者减少。
可以通过如下方式对ThreadPoolTaskExecutor进行配置
```properties
# 该线程池最多含有16个线程
spring.task.execution.pool.max-size=16
# 有有界队列存放task上限为100
spring.task.execution.pool.queue-capacity=100
# 当线程空闲10s默认60s时会进行回收
spring.task.execution.pool.keep-alive=10s
# 设置核心线程数量
spring.task.execution.pool.core-size=8
```
如果使用@EnableScheduling一个ThreadPoolTaskScheduler也可以被配置。该线程池默认使用一个线程但是也可以动态设置
```properties
spring.task.scheduling.thread-name-prefix=scheduling-
spring.task.scheduling.pool.size=2
```
## Task Execution and Scheduling
Spring通过TaskExecutor和TaskScheduler接口为task的异步执行和调度提供了抽象。
### Task Execution Abstraction
Executor对应的是JDK中线程池的概念。在Spring中TaskExecutor接口和java.util.concurrent.Executor接口相同该接口中只有一个execute方法execute(Runnable task))接受一个task。
### TaskExecutor接口的实现种类
Spring中包含许多预制的TaskExecutor实现类该实现类如下
- SyncTaskExecutor:该实现类不会执行异步的调用所有任务的执行都会发生在调用该executor的线程中。通常使用在不需要多线程的场景
- SimpleAsyncTaskExecutor该实现类不会复用任何的线程相反的对于每次调用该executor都会使用一个全新的线程。但是该实现类的确支持对并发数量的限制该executor会阻塞任何超过并发数量限制的调用直到slot被释放为止。SimpleAsyncTaskExecutor并不支持池化技术
- ConcurrentTaskExecutor该实现类是java.util.concurrent.Executor实例的adapter其可以将java.util.concurrent.Executor实例的配置参数以bean properties的形式暴露。当ThreadPoolTaskExecutor的灵活性无法满足需求时可以使用ConcurrentTaskExecutor
- ThreadPoolTaskExecutor该实现类型是最广泛被使用的。该实现类可以通过bean properties来配置java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor实例并且将该实例wrap在TaskExecutor实例中。当想要使用另一种java.util.concurrent.Executor时可以使用ConcurrentTaskExecutor。
- DefaultManagedTaskExecutor该实现使用了通过JNDI获取的ManagedExecutorService
### TaskExecutor的使用
在springboot中当使用@EnableAsync时可以通过配置ThreadPoolExecutor的bean properties来配置线程池的核心线程数和最大线程数等属性。
```properties
# 该线程池最多含有16个线程
spring.task.execution.pool.max-size=16
# 有有界队列存放task上限为100
spring.task.execution.pool.queue-capacity=100
# 当线程空闲10s默认60s时会进行回收
spring.task.execution.pool.keep-alive=10s
# 设置核心线程数量
spring.task.execution.pool.core-size=8
```
## Spring TaskScheduler Abstraction
为了在特定的时间点执行taskSpring引入了TaskScheduler接口接口定义如下
```java
public interface TaskScheduler {
ScheduledFuture schedule(Runnable task, Trigger trigger);
ScheduledFuture schedule(Runnable task, Instant startTime);
ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Instant startTime, Duration period);
ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, Duration period);
ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Instant startTime, Duration delay);
ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, Duration delay);
```
> scheduleAtFixedRate和scheduleAtFixedDelay区别
> - fixed rate表示两个task执行开始时间的间隔
> - fixed delay表示上一个task结束时间和下一个task开始时间的间隔
>
> 实例如下:
> - fixed rateTTWWWTTTWWT...(开始时间间隔为5)
> - fixed delayTTWWWWWTTTTWWWWWTTTTTTTWWWWWT...(上次结束和下次开始之间的间隔为5)
>
> **通常TaskScheduler默认情况下是单线程执行的故而fixed rate执行时如果一个Task执行时间超过period时在当前task执行完成之前下一个task并不会开始执行。下一个task会等待当前task执行完成之后立马执行。**
### Trigger接口
Trigger接口的核心理念是下次执行事件由上次执行的结果决定。上次执行的结果存储在TriggerContext中。
Trigger接口如下
```java
public interface Trigger {
Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext);
}
```
TriggerContext接口如下其具有默认的实现类SimpleTriggerContext
```java
public interface TriggerContext {
Date lastScheduledExecutionTime();
Date lastActualExecutionTime();
Date lastCompletionTime();
}
```
### Trigger实现类
Spring为Trigger提供了两个实现类其中CronTrigger允许task的调度按照cron expression来执行类似linux中的crond
```java
scheduler.schedule(task, new CronTrigger("0 15 9-17 * * MON-FRI"));
```
Spring的另一个Trigger实现是PeriodicTrigger其接受一个固定的period期间一个可选的初始delay值并接收一个boolean值标识该period是fixed-rate还是fixed-delay。
### TaskScheduler实现类
如果不需要外部的线程管理可以使用spring提供的ThreadPoolTaskScheduler其会将任务委托给ScheduledExecutorService来提供bean-properties形式的配置。
## 对任务调度和异步执行的注解支持
Spring同时对任务调度和异步方法的执行提供注解支持。
### 启用Scheduling注解
想要启用@Async和@Scheduled注解,必须将@EnableAsync注解和@EnableScheduling注解添加到一个@Configuration类上
```java
@Configuration
@EnableAsync
@EnableScheduling
public class AppConfig {
}
```
> **@Async注解的实现是通过proxy模式来实现的故而如果在类内部调用位于同一个类中的@Async方法那么代理拦截会失效此时调用的@Async方法将会同步执行而非异步执行**
> @Async可以接收一个value值用于指定目标的执行器Executor或TaskExecutor的beanName
### @Scheduled注解
在将@Scheduled注解标注到方法时可以为其指定一个trigger的元数据使用示例如下
```java
@Scheduled(fixedDelay = 5000)
public void doSomething() {
// something that should run periodically
}
```
> 默认情况下fixedDelay、fixedRate、initialDelay的时间单位都是ms可以指定timeUnit来指定其他的时间单位
> ```java
> @Scheduled(fixedDelay = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
> public void doSomething() {
> // something that should run periodically
> }
> ```
可以为@Scheduled注解使用cron表达式
```java
@Scheduled(cron="*/5 * * * * MON-FRI")
public void doSomething() {
// something that should run on weekdays only
}
```
### @Async注解
通过为方法指定@Async注解可以让该方法异步执行该方法的执行通过TaskExecutor。
```java
@Async
void doSomething() {
// this will be run asynchronously
}
```
可以为@Async标注的方法指定参数和返回值但是异步方法的返回值只能为void或是Future类型。
在该异步方法的调用方调用返回Future实例的get方法之前调用方仍然能够执行其他操作异步方法的执行位于TaskExecutor的线程中。
```java
@Async
Future<String> returnSomething(int i) {
// this will be run asynchronously
}
```
不能将@Async注解和生命周期回调(例如@PostConstruct进行混用如果想要异步的初始化bean对象需要按照如下方法
```java
public class SampleBeanImpl implements SampleBean {
@Async
void doSomething() {
// ...
}
}
public class SampleBeanInitializer {
private final SampleBean bean;
public SampleBeanInitializer(SampleBean bean) {
this.bean = bean;
}
@PostConstruct
public void initialize() {
bean.doSomething();
}
}
```
### @Async方法的异常处理
@Async方法的返回类型是Future类型时处理async方法执行时抛出的异常非常简单当在Future对象上调用get方法时异常会被抛出。**但当@Async方法的返回类型是void时执行时抛出的异常既无法被捕获也无法被传输。可以指定一个AsyncUncaughtExceptionHandler来处理此类异常。**
```java
public class MyAsyncUncaughtExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {
@Override
public void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {
// handle exception
}
}
```
### Cron表达式
在Spring中cron表达式格式如下
\* \* \* \* \* \*
其代表为s,min,hour,day of month/\*(1~31)\*/,month/\*(1~12)\*/,day of week/\*(0~7,0 or 7 is sun)\*/)
> 规则如下:
> - 所有字段都可以用(*)来匹配所有值
> - 逗号(,)可以用来分隔同一字段中多个值
> - 分号(-可以用来指定范围指定的范围左右都包含eg1-5代表[1,5]
> - 在范围(或是*)后跟随下划线(/)代表间隔,如在分钟字段指定*/20代表该小时内每过20min
> - 对于月份或者day of week可以使用英文名的前三个字母来代替大小写不敏感
> - 在day of month或day of week字段中可以包含L字母
> - 在day of month字段L代表该月的最后一天在该字段还可以为L指定一个负的偏移量如L-n代表该月的倒数第n+1天
> - 在day of week字段L代表该周的最后一天L前还可以前缀月份的数字或是月份的前三个字母dL或DDDL如7L或sunL代表该月份的最后一个星期日),代该月份的最后一个day of week
> - day of month字段可以指定为nW代表离day of month为n最近的一个工作日如果n为周六则该该字段代表的值为周五的day of month如果n为周六则该字段代表下周一的day of month如果n为1其位于周六其也代表下周一的day of month1W代表该月的第一个工作日
> - 如果day of month的值为LW则代表该月的最后一个工作日
> - day of week字段还能指定为d#n或DDD#n的形式代表该月的的第几个d in week例如SUN#2代表当前月的第二个星期日
#### Macros
Cron表达式可读性不太好可以使用如下预定义的宏
| Macro | meaning |
|:-:|:-:|
| @yearly (or @annually) | once a year (0 0 0 1 1 *) |
| @monthly | once a month (0 0 0 1 * *) |
| @weekly | once a week (0 0 0 * * 0) |
| @daily (or @midnight) | once a day (0 0 0 * * *), or |
| @hourly | once an hour, (0 0 * * * *) |