Java面試經常會問到：非同步操作？什麼是非同步？與同步有什麼區別？Java非同步的是如何實現？有哪些非同步實現方式？下面我一一來詳解非同步

@mikechen

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：

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 future = executor。submit（new Callable（） { @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 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（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添加註解

@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

@Servicepublic 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：

com。google。guava guava 28。2-jre

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 guavaFuture = （ListenableFuture） 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。

Java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，希望以上介紹的5種Java非同步程式設計方式對你有所幫助！

以上！

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