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前言

當開發中遇到不影響主流程任務時，使用異步去處理。
如有以下場景：
1、業務需要生成一個季度的數據進行員工排名（涉及到的數據很多），數據查詢、組裝、按規則排名耗時比較長，并且開發方案能接受延時查看具體排名信息數據。在數據變動時，需要調用重新排名的方法，故把排名方法設置為異步。

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一、Springboot項目如何開啟異步？

啟動類 上添加或者 自定義線程池 上添加注解：@EnableAsync。
執行方法上加上注解 @Async。

啟動類配置

Controller

Service

打印信息

到這里就可以正常使用異步了。

二、存在的問題

雖然在 Spring 框架中，@Async 注解可以用于異步執行方法。

但是Spring 會自動創建一個默認的線程池用于執行方法。這個默認線程池是由 SimpleAsyncTaskExecutor 管理的，它為每個任務創建一個新的線程。雖然這可以工作，但可能會遇到以下問題：

1. 無限制的線程創建：SimpleAsyncTaskExecutor 會為每個任務創建一個新的線程，而沒有最大線程數的限制。如果異步任務的數量非常多，這可能導致大量的線程被創建，消耗大量的系統資源，最終可能導致 OutOfMemoryError 或降低系統性能。
2. 線程管理：由于每次調用都會創建新線程，沒有線程復用，這可能會導致線程管理上的開銷，尤其是在高并發場景下。
3. 調試和監控困難：默認線程池創建的線程名稱沒有明確的命名規則，這可能會使得在日志中或監控工具中跟蹤異步任務變得困難。
4. 資源競爭：大量的線程可能會引起CPU和內存資源的激烈競爭，尤其是在JVM和操作系統層面上的上下文切換。
5. 安全性問題：如果異步任務執行的時間過長，而默認線程池沒有適當的管理策略，可能會因為線程過多而影響到系統的穩定性和安全性。

三、自定義線程池

鑒于以上問題，建議使用自定義線程池。

import cn.hutool.core.thread.ThreadFactoryBuilder;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.aop.interceptor.AsyncUncaughtExceptionHandler;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.AsyncConfigurer;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ThreadFactory;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;/*** 全局異步任務配置類*/
@Slf4j
@EnableAsync
@Configuration
public class GlobalAsyncConfig implements AsyncConfigurer {// 從 application.yml 中注入配置參數@Value("${async.executor.core-pool-size:10}")private int corePoolSize;@Value("${async.executor.max-pool-size:50}")private int maxPoolSize;@Value("${async.executor.keep-alive-seconds:60}")private int keepAliveSeconds;@Value("${async.executor.queue-capacity:200}")private int queueCapacity;/*** 創建主異步線程池** @return Executor*/@Bean(name = "asyncExecutor")public Executor asyncExecutor() {return createThreadPool("async-pool-", "MainAsyncTask");}/*** 創建郵件發送專用線程池（可選擴展）** @return Executor*/@Bean(name = "emailExecutor")public Executor emailExecutor() {return createThreadPool("email-pool-", "EmailTask");}/*** 創建線程池通用方法** @param namePrefix 線程名稱前綴* @param taskType   任務類型描述（用于日志區分）* @return ThreadPoolTaskExecutor*/private Executor createThreadPool(String namePrefix, String taskType) {// 使用 Spring 提供的 ThreadPoolTaskExecutor，相較于原生 ThreadPoolExecutor，// 更加適合與 Spring 的 @Async 注解配合使用，并且支持更豐富的配置選項。ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();// 設置核心線程數，線程池初始化時創建的線程數量executor.setCorePoolSize(corePoolSize);// 設置最大線程數，當任務隊列滿時，線程池最多可擴容到的線程數量executor.setMaxPoolSize(maxPoolSize);// 設置非核心線程空閑存活時間（單位為秒）executor.setKeepAliveSeconds(keepAliveSeconds);// 設置任務隊列容量，用于緩存待執行的任務executor.setQueueCapacity(queueCapacity);// 設置線程工廠，用于創建具有指定命名前綴的線程，便于日志追蹤和問題定位executor.setThreadFactory(createThreadFactory(namePrefix));// 設置拒絕策略：當線程池和任務隊列都已滿時，由調用線程（即提交任務的線程）自己執行該任務executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());// 允許核心線程在空閑時超時并被回收，有助于節省資源（適用于負載波動較大的場景）executor.setAllowCoreThreadTimeOut(true);// 設置線程名稱前綴，方便在日志中識別不同線程池中的線程executor.setThreadNamePrefix("[" + taskType + "] ");// 必須顯式調用 initialize() 來啟動線程池executor.initialize();// 返回配置完成的線程池實例return executor;}/*** 創建線程工廠（統一命名格式）** @param prefix 線程名稱前綴* @return ThreadFactory*/private ThreadFactory createThreadFactory(String prefix) {return new ThreadFactoryBuilder().setNamePrefix(prefix).build();}@Overridepublic Executor getAsyncExecutor() {return asyncExecutor();}@Overridepublic AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {return new GlobalAsyncUncaughtExceptionHandler();}/*** 異步任務全局異常處理器，這里可以單獨放一個類文件（這里鑒于篇幅寫在一起）*/@Slf4jpublic static class GlobalAsyncUncaughtExceptionHandler implements AsyncUncaughtExceptionHandler {@Overridepublic void handleUncaughtException(Throwable ex, Method method, Object... params) {log.error("[Async Task Error] Method: {}, Params: {}", method.getName(), Arrays.deepToString(params), ex);}}
}

application.yml配置（已有默認值，看個人需求配置）

# 全局線程池相關配置
async:executor:core-pool-size: 10max-pool-size: 50keep-alive-seconds: 60queue-capacity: 200

四、自定義線程池使用

在業務開發中，建議每塊業務區分線程池使用，模塊互不影響，便于日志收集。

五、阻塞隊列和拒絕策略

Java 中常用的阻塞隊列（BlockingQueue）

隊列類型	特點	適用場景
ArrayBlockingQueue	基于數組、有界、FIFO	內存敏感、任務量可控的系統
LinkedBlockingQueue	基于鏈表、可有界也可無界、FIFO	通用型，吞吐量要求較高
PriorityBlockingQueue	支持優先級排序、無界	需要按優先級處理的任務（如報警、日志級別）
SynchronousQueue	不存儲元素，插入必須等待取出	高并發、低延遲場景，任務直接由消費者線程執行

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🚫 線程池拒絕策略（RejectedExecutionHandler）

策略類名	行為說明	使用建議
AbortPolicy	拋出異常 RejectedExecutionException	默認策略，適用于不能丟失任務的場景
CallerRunsPolicy	由調用線程自己執行任務	減緩提交速度，適合臨時過載時
DiscardOldestPolicy	丟棄隊列中最老的任務，嘗試重新提交當前任務	可接受部分任務丟失，希望保留最新任務
DiscardPolicy	默默丟棄任務，不做任何處理	可容忍任務丟失，如非關鍵日志、監控等任務

默認使用的是LinkedBlockingQueue隊列，建議初始化大小，防止內存溢出。