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Spring Boot 中多线程的基础使用

news 2025/5/14 20:25:01

1. 核心机制

Spring Boot 通过 TaskExecutor 和 @Async 注解支持多线程编程，结合线程池管理，有效提升应用性能。核心组件包括：

@EnableAsync：启用异步任务支持。
@Async：标记方法为异步执行。
ThreadPoolTaskExecutor：线程池实现，替代默认的 SimpleAsyncTaskExecutor。

2. 基础配置与使用

(1) 启用异步支持

在启动类或配置类添加 @EnableAsync：

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

(2) 定义线程池

通过 ThreadPoolTaskExecutor 配置线程池：

@Configuration
public class AsyncConfig {@Bean("taskExecutor")public Executor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(10);          // 核心线程数executor.setMaxPoolSize(20);           // 最大线程数executor.setQueueCapacity(200);        // 队列容量executor.setThreadNamePrefix("Async-");// 线程名前缀executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); // 拒绝策略executor.initialize();return executor;}
}

(3) 使用 `@Async` 执行异步方法

在方法上添加 @Async 并指定线程池：

@Service
public class MyService {@Async("taskExecutor")public void asyncTask() {// 异步执行的业务逻辑System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName());}
}

3. 处理异步返回值

(1) 返回 `CompletableFuture`

@Async("taskExecutor")
public CompletableFuture<String> asyncMethodWithReturn() {return CompletableFuture.completedFuture("任务完成");
}// 调用示例
CompletableFuture<String> future = myService.asyncMethodWithReturn();
future.thenAccept(result -> System.out.println("结果: " + result));

(2) 返回 `Future`（旧版兼容）

@Async("taskExecutor")
public Future<String> legacyAsyncMethod() {return new AsyncResult<>("任务完成");
}// 调用示例
Future<String> future = myService.legacyAsyncMethod();
String result = future.get(); // 阻塞获取结果

4. 异常处理

(1) 自定义异常处理器

实现 AsyncUncaughtExceptionHandler：

@Configuration
public class AsyncExceptionConfig implements AsyncConfigurer {@Overridepublic AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {return (ex, method, params) -> {System.err.println("异步方法异常: " + method.getName());ex.printStackTrace();};}
}

(2) 捕获特定异常

在异步方法内部使用 try-catch：

@Async("taskExecutor")
public void asyncTaskWithTryCatch() {try {// 可能抛出异常的代码} catch (Exception e) {// 处理异常}
}

5. 事务管理

异步方法默认不继承调用者的事务上下文，需显式配置：

@Async("taskExecutor")
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void asyncTransactionalTask() {// 需要事务管理的数据库操作
}

6. 监控与调优

(1) 监控线程池状态

通过 ThreadPoolTaskExecutor 获取运行时指标：

@Autowired
private ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor;public void monitorThreadPool() {System.out.println("活跃线程数: " + taskExecutor.getActiveCount());System.out.println("队列大小: " + taskExecutor.getThreadPoolExecutor().getQueue().size());
}

(2) 集成 Actuator

在 application.properties 中启用监控端点：

management.endpoints.web.exposure.include=metrics
management.endpoint.metrics.enabled=true

访问 http://localhost:8080/actuator/metrics/executor.pool.size 查看线程池指标。

7. 高级场景

(1) 动态调整线程池参数

结合配置中心（如 Apollo、Nacos）动态刷新线程池配置：

@RefreshScope
@Bean("taskExecutor")
public Executor taskExecutor(@Value("${thread.pool.core-size:10}") int coreSize,@Value("${thread.pool.max-size:20}") int maxSize
) {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(coreSize);executor.setMaxPoolSize(maxSize);// 其他配置return executor;
}

(2) 优雅关闭线程池

实现 DisposableBean 确保应用关闭时释放资源：

@Bean("taskExecutor")
public Executor taskExecutor() {ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();// ... 配置参数return executor;
}@PreDestroy
public void destroy() {taskExecutor.shutdown();try {if (!taskExecutor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {taskExecutor.shutdownNow();}} catch (InterruptedException e) {taskExecutor.shutdownNow();Thread.currentThread().interrupt();}
}