什麼是非同步？

首先我們先來看看一個同步的使用者註冊例子，流程如下：

在同步操作中，我們執行到插入資料庫的時候，我們必須等待這個方法徹底執行完才能執行“傳送簡訊”這個操作，如果插入資料庫這個動作執行時間較長，傳送簡訊需要等待，這就是典型的同步場景。

於是聰明的人們開始思考，如果兩者關聯性不強，能不能將一些非核心業務從主流程中剝離出來，於是有了非同步程式設計雛形，改進後的流程如下：
什麼是非同步？5大非同步程式設計實現詳解！這就是非同步程式設計，它是程式併發執行的一種手段，它允許多個事件同時發生，當程式呼叫需要長時間執行的方法時，它不會阻塞當前的執行流程，程式可以繼續執行。

在聊完非同步程式設計後，那麼我們一起來看看Java裡面實現非同步程式設計究竟有哪些方式呢？

一、執行緒非同步

在 Java 語言中最簡單使用非同步程式設計的方式就是建立一個執行緒來實現，如果你使用的 JDK 版本是 8 以上的話，可以使用 Lambda 表示式會更加簡潔。

public class AsyncThread extends Thread{    @Override    public void run() {        System.out.println("當前執行緒名稱:" + this.getName() + ", 執行執行緒名稱:" + Thread.currentThread().getName() + "-hello");    }}

public static void main(String[] args) {   // 模擬業務流程  // .......      // 建立非同步執行緒     AsyncThread asyncThread = new AsyncThread();     // 啟動非同步執行緒    asyncThread.start();}

當然如果每次都建立一個 Thread執行緒，頻繁的建立、銷燬，浪費系統資源，我們可以採用執行緒池：

private ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool() ;     public void fun() throws Exception {         executor.submit(new Runnable(){             @override                 public void run() {                     try {                     //要執行的業務程式碼，我們這裡沒有寫方法，可以讓執行緒休息幾秒進行測試                         Thread.sleep(10000);                         System.out.print("睡夠啦~");                     }catch(Exception e) {                         throw new RuntimeException("報錯啦！！");                     }                 }         });     }

將業務邏輯封裝到 Runnable 或 Callable 中，交由執行緒池來執行。

二、Future非同步

上述方式雖然達到了多執行緒並行處理，但有些業務不僅僅要執行過程，還要獲取執行結果，後續提供在JUC包增加了Future。

從字面意思理解就是未來的意思，但使用起來卻著實有點雞肋，並不能實現真正意義上的非同步，獲取結果時需要阻塞執行緒，或者不斷輪詢。

@Testpublic void futureTest() throws Exception {     System.out.println("main函式開始執行");     ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);    Future<Integer> future = executor.submit(new Callable<Integer>() {        @Override        public Integer call() throws Exception {             System.out.println("===task start===");            Thread.sleep(5000);            System.out.println("===task finish===");            return 3;        }    });    //這裡需要返回值時會阻塞主執行緒，如果不需要返回值使用是OK的。倒也還能接收    //Integer result=future.get();    System.out.println("main函式執行結束");     System.in.read(); }

三、CompletableFuture非同步

Future 類透過 get() 方法阻塞等待獲取非同步執行的執行結果，效能比較差。

JDK1.8 中，Java 提供了 CompletableFuture 類，它是基於非同步函數語言程式設計。相對阻塞式等待返回結果，CompletableFuture 可以透過回撥的方式來處理計算結果，實現了非同步非阻塞，效能更優。

CompletableFuture 實現了 Future 和 CompletionStage 介面，並提供了多種實現非同步程式設計的方法，如supplyAsync, runAsync以及thenApplyAsync。

下面我們使用CompletableFuture來實現上面的例子：

CompletableFuture<Long> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(() -> factorial(number));while (!completableFuture.isDone()) {    System.out.println("CompletableFuture is not finished yet...");}long result = completableFuture.get();

我們不需要顯式使用 ExecutorService，CompletableFuture 內部使用了 ForkJoinPool 來處理非同步任務，這使得我們的程式碼變的更簡潔。

四、SpringBoot @Async非同步

在@Async註解之前，使用多執行緒需要使用JDK的原生方法，非常麻煩，當有了@Async之後就比較簡單了。

首先，使用 @EnableAsync 啟用非同步註解:

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

自定義執行緒池：

@Configuration@Slf4jpublic class ThreadPoolConfiguration {     @Bean(name = "defaultThreadPoolExecutor", destroyMethod = "shutdown")    public ThreadPoolExecutor systemCheckPoolExecutorService() {         return new ThreadPoolExecutor(3, 10, 60, TimeUnit.SECONDS,                new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10000),                new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("default-executor-%d").build(),                (r, executor) -> log.error("system pool is full! "));    }}

在非同步處理的方法上新增註解 @Async ，當對 execute 方法 呼叫時，透過自定義的執行緒池 defaultThreadPoolExecutor 非同步化執行 execute 方法

@Service
public class AsyncServiceImpl implements AsyncService {

    @Async("defaultThreadPoolExecutor")
    public Boolean execute(Integer num) {
        System.out.println("執行緒：" + Thread.currentThread().getName() + " , 任務：" + num);
        return true;
    }

}

用 @Async 註解標記的方法，稱為非同步方法。在spring boot應用中使用 @Async 很簡單：

呼叫非同步方法類上或者啟動類加上註解 @EnableAsync
在需要被非同步呼叫的方法外加上 @Async
所使用的 @Async 註解方法的類物件應該是Spring容器管理的bean物件；

五、Guava非同步

Guava 提供了 ListenableFuture 類來執行非同步操作

1.首先我們需要新增 guava 的maven依賴：

<dependency>    <groupId>com.google.guava</groupId>    <artifactId>guava</artifactId>    <version>28.2-jre</version></dependency>

2.現在我們使用ListenableFuture來實現我們之前的例子:

ExecutorService threadpool = Executors.newCachedThreadPool();ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(threadpool);ListenableFuture<Long> guavaFuture = (ListenableFuture<Long>) service.submit(()-> factorial(number));long result = guavaFuture.get();

這裡使用MoreExecutors獲取ListeningExecutorService類的例項，然後ListeningExecutorService.submit執行非同步任務，並返回 ListenableFuture例項。

非同步程式設計小結

非同步程式設計受到了越來越多的關注，尤其是在 IO 密集型的業務場景中，相比傳統的同步開發模式，非同步程式設計的優勢越來越明顯。

什麼是非同步？5大非同步程式設計實現詳解！