[Spring] @Async 使用方法

Java 非同步處理

在深入探討 Spring @Async 之前，同步、非同步和多線程的概念是必不可少的。假設您已了解這些概念，讓我們透過程式碼來了解純粹的 Java 非同步處理方式。如果您熟悉 Java 線程，則可以跳過此章節。

如果要建立一個接收訊息並簡單輸出的功能，可以使用同步方式，程式碼如上所示。如果將其轉換為多線程非同步方式，則可以編寫以下原始碼。

但是，這種方法無法管理 Thread，因此非常危險。例如，如果同時進行 10,000 次呼叫，則需要在很短的時間內建立 10,000 個 Thread。建立 Thread 的成本不低，因此會對程式效能造成負面影響，甚至可能發生 OOM 錯誤。因此，需要實現 Thread Pool 來管理 Thread，Java 提供了 ExecutorService 類別。

將所有 Thread 的數量限制為 10 個，並且能夠正確地執行我們想要的非同步多線程處理方式。但是，此方法需要對每個想要非同步處理的方法都應用 ExecutorService 的 submit() 方法，因此需要重複修改。也就是說，如果最初希望將同步邏輯編寫的方法更改為非同步，則方法本身的邏輯不可避免地需要更改。

Spring @Async

簡單的方法

在 Application 類別上加上 @EnableAsync 注解，並在想要以非同步方式處理的同步邏輯方法上加上 @Async 注解，就完成了。但是，此方法存在不管理線程的問題。因為 @Async 的預設設定是使用 SimpleAsyncTaskExecutor，它不是線程池，而只是建立線程的角色。

使用線程池的方法

首先，從 Application 類別中移除 @EnableAsync。如果 Application 類別中設定了 @EnableAutoConfiguration 或 @SpringBootApplication，則在執行時期會讀取 SpringAsyncConfig 類別（稍後將建立）中 threadPoolTaskExecutor Bean 的資訊，因為該類別已設定為 @Configuration。

可以設定 core 和 max 大小。此時，預計會先使用 core 大小，如果無法處理更多工作，則會增加到 max 大小，但實際上並非如此。

在內部，會建立大小為 Integer.MAX_VALUE 的 LinkedBlockingQueue，如果 core 大小的線程無法處理工作，則會在佇列中等待。當佇列已滿時，才會建立 max 大小的線程來處理。

如果覺得將佇列大小設定為 Integer.MAX_VALUE 負擔過大，可以設定 queueCapacity。如果按照上述設定，則會先使用 3 個線程進行處理，如果處理速度變慢，則會將工作放入 100 個大小的佇列中，如果還有更多請求，則會建立最多 30 個線程來處理。

完成線程池設定後，只需在加上 @Async 注解的方法中加上 Bean 的名稱即可。

如果想要設定多種類型的線程池，可以建立多個像 threadPoolTaskExecutor() 這樣的 Bean 建立方法，並在設定 @Async 時放入想要的線程池 Bean 即可。

依據回傳型別而有所不同的回傳形式

**沒有回傳值的情況**

需要非同步處理的方法不需要傳遞處理結果的情況。這種情況下，可以將 @Async 注解的回傳型別設定為 void。

**有回傳值的情況**

可以將 Future、ListenableFuture、CompletableFuture 型別用作回傳型別。將非同步方法的回傳形式用 new AsyncResult() 包裹起來即可。

[Future]

future.get() 會透過封鎖來等待請求結果。因此，它成為了非同步封鎖方式，效能不佳。通常不會使用 Future。

[ListenableFuture]

ListenableFuture 可以透過回呼來非封鎖方式處理工作。addCallback() 方法的第一個參數定義工作完成回呼方法，第二個參數定義工作失敗回呼方法。參考一下，由於將線程池的核心線程設定為 3 個，因此可以確認一開始會顯示 3 個「Task Start」訊息。

[CompletableFuture]

雖然僅使用 ListenableFuture 就可以實現非封鎖邏輯，但如果需要在回呼中使用回呼，則會導致非常複雜的程式碼，稱為回呼地獄。

當然，本次課程不會詳細介紹 CompletableFuture，因此如果您對處理複雜回呼的程式碼感興趣，請參考以下連結。

可讀性比 ListenableFuture 的回呼定義更好，並且可以完美地執行非封鎖功能。因此，建議在使用 @Async 時，如果需要回傳值，則使用 CompletableFuture。

@Async 的優點

開發人員可以同步方式撰寫方法，如果想要非同步，只需在方法上加上 @Async 注解即可。因此，可以建立易於維護的同步和非同步程式碼。

@Async 的注意事項

為了使用 @Async 功能，需要宣告 @EnableAsync 注解，如果沒有進行其他設定，則會以 Proxy 模式運作。也就是說，使用 @Async 注解運作的非同步方法都會遵循 Spring AOP 的限制。詳細原因請參考「該文章」。

即使在 private 方法上加上 @Async，AOP 也不會運作。
在同一個物件內的方法之間呼叫時，AOP 不會運作。