spring中@Async注解的原理和使用

Posted 2021-03-17 ppjj

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了spring中@Async注解的原理和使用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

分析过程：

开启异步代理
初始化excutor和exceptionHandler
定义切面处理
线程处理

@EnableAsync

@EnableAsync是开启某个模块的功能加载，之前在《导图梳理springboot手动、自动装配，让springboot不再难懂》介绍过，@EnableXXX一般都有两种用法，一种直接引入配置，一种可以通过注解的元数据选择需要导入的配置。这里的@EnableAsync明显属于第二种。

这个EnableAsync注解，一般注解属性我们都不需要改，默认就行了。那么这里最重要的代码就只有一行了，就是这个@Import(AsyncConfigurationSelector.class)，导入AsyncConfigurationSelector配置。

AsyncConfigurationSelector

我们打开AsyncConfigurationSelector看看：

上面的源码里面，我在开头写了2个关键点，

一个是父类AdviceModeImportSelector
二是导入配置类ProxyAsyncConfiguration

大家在源码分析的时候这样去看源码，当你打开一个类的时候，里面有很多个方法，你不知道你应该从哪个方法看起，你第一时间可以先去看继承关系，就比如这AsyncConfigurationSelector类，他继承了AdviceModeImportSelector，但AdviceModeImportSelector其实又实现了ImportSelector，而ImportSelector是我们比较熟悉的接口。我们知道ImportSelector里面有个方法selectImports(AnnotationMetadata)是用于根据注解属性导入配置的，所以这里就是我们的突破口。

所以综合来看源码的方法是这样的：

当你打开一个类，比较迷茫的时候：

第一步：打开类的继承关系图（Ctrl+Shift+Alt+u）

要注意spring的Aware系列接口，比如：

BeanNameAware ：可以获取容器中bean的名称
BeanFactoryAware:获取当前bean factory这也可以调用容器的服务
ApplicationContextAware：当前的applicationContext，这也可以调用容器的服务
MessageSourceAware：获得message source，这也可以获得文本信息
applicationEventPulisherAware：应用事件发布器，可以发布事件，
ResourceLoaderAware：获得资源加载器，可以获得外部资源文件的内容；

这些都有一些特殊的功能，在spring项目被启动的时候会被调用对应的实现接口，所以看到这些Aware实现类的时候，如果你比较迷茫，可以从Aware的实现类的接口重写开始看。

而刚才我们说到的ImportSelector也是spring的一个比较特殊的接口了，我们就从selectImports(AnnotationMetadata)方法看起：

所以从这个方法看起你就很容易梳理到代码了。上面代码中，首先把EnableAsync的元数据都封装到AnnotationAttributes中，然后再获取到AdviceMode，最后选择出需要导入的配置，而导入的配置方法是个抽象方法selectImports(AdviceMode)，由子类重写。子类自然就是AsyncConfigurationSelector，所以你才可以看到AsyncConfigurationSelector里有个selectImports方法，其实是重写了父类的。

现在逻辑相对清晰了，由于AdviceMode默认就是AdviceMode.PROXY，所以我们导入的配置就是ProxyAsyncConfiguration，接下来我们再去分析。

ProxyAsyncConfiguration

这看配置类的名称，翻译过来就是代理异步配置。有时候我们看源码也要从一个类的名称去猜测可能的功能。我们之前在第二篇文章中猜想过，应该有个Aop切面处理@Async注解，如果大家熟悉aop的原理的话，aop也是使用的了代理。那么应该就是在这个配置类里面实现的了。

好了，由一个名字我想了这么多，接下来先看下代码：

上面我依然点出了两个重点：

1、父类AbstractAsyncConfiguration
2、初始化对象AsyncAnnotationBeanPostProcessor
为什么一直强调父类，因为子类初始化之前，父类是要先完成初始化的，所以加载顺序都是父类先加载，这点必须清楚，另外就是子类一般都要重写父类的方法，重写的方法一般在父类的其他方法中会被调用。

既然是继承关系，我们依然来看下继承关系图：

Aware系列的接口之一ImportAware，作用是通过实现ImportAware接口获取对应注解的元数据。

所以，我们先去看完父类AbstractAsyncConfiguration，然后再回头来看子类ProxyAsyncConfiguration。

1、setImportMetadata方法里读取了EnableAsync的元数据存在了AnnotationAttributes 中。2、setConfigurers导入自定义的AsyncConfigurer配置类。

我们在第一篇文中就自定义了线程池，还有异步线程的错误处理器等，就是通过实现AsyncConfigurer接口实现的，而我们自定义的类就会被注入到setConfigurers这个方法中，然后被赋值给当前类的executor和exceptionHandler。

所以这个父类中，其实就是一些初始化，初始化this.enableAsync、this.executor和this.exceptionHandler。

当然了，我们不是必须要实现AsyncConfigurer重写executor和exceptionHandler，所以this.executor和this.exceptionHandler可能还是为null的。

我们再回到ProxyAsyncConfiguration的asyncAdvisor()方法，看这个方法名称，有点异步切面的意思呀，那么返回值AsyncAnnotationBeanPostProcessor是否就是一个切面增强类呢？这个我们去看下继承关系。

继承的东西比较多，先来说说我们比较熟悉的东西：

BeanClassLoaderAware - 获取当前类的类加载器
BeanFactoryAware - 获取Spring的核心容器BeanFactory
BeanPostProcessor - bean初始化过程中的前置、后置处理器
AbstractAdvisingBeanPostProcessor - 生成aop代理的后置处理器

那么现在来梳理一下逻辑，首先ProxyAsyncConfiguration中会开始初始化AsyncAnnotationBeanPostProcessor，因为是@Bean，所以在对象注入spring容器之前，你先不用看aware系列，不用看BeanPostProcessor，先看@Bean里面方法的内容，那是注入spring容器之前可能做一些初始化。

而asyncAdvisor()方法中，关键的代码其实也没多少，逻辑如下：1、就是new一个AsyncAnnotationBeanPostProcessor对象 2、bpp.configure(this.executor,this.exceptionHandler);就是赋值excutor和exceptionHandler：

AsyncAnnotationBeanPostProcessor#configure

3、bpp.setAsyncAnnotationType(customAsyncAnnotation);如果有自定义的异步注解就赋值

然后就返回了对象，通过@Bean注解，这时候这个new出来的AsyncAnnotationBeanPostProcessor对象就会注入到spring容器中，进而调用aware和beanPostProcessor那一套流程。

AsyncAnnotationBeanPostProcessor

接下来就是重点之中的重点了，可以说@Async的重点核心就是这个类，之前做了这么多准备就是为了初始化这个类。

我们来回顾一下上面的内容，首先我们获得了自定义的excutor和exceptionHandler，然后新建了AsyncAnnotationBeanPostProcessor对象并注入到了spring容器中，因为bean的生命周期比较复杂。

我怕很多人没研究过spring的容器，对spring bean的声明周期不太了解，特意从网上找了一张总结的图，让大家一张图搞懂Spring bean的生命周期，从Spring容器启动到容器销毁bean的全过程。

通过这个图，我们再回到我们的这个AsyncAnnotationBeanPostProcessor这个类的继承关系图，你就知道了执行的顺序流程如下：

1、因为实现了BeanPostProcessor，所以先执行postProcessBeforeInitialization
2、执行构造器方法
3、执行BeanFactoryAware 、BeanClassLoaderAware的对应方法
4、执行BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法

ok，顺序已给出，那么初始化的过程就清晰了，接下来我们只需要一步一步去看对应模块的代码。

第一步：postProcessBeforeInitialization

好像啥都没做，忽略

第二步：构造器

其实对象我们是new出来的，然后再通过@Bean注入容器的，并不是使用@Component或者xml方式注入，所以构造器应该是早就执行了

这个构造器只有一行代码，是说是不是在其他已存在的aop之前执行，参数表示是的。

第三步：BeanClassLoaderAware、BeanFactoryAware

因为BeanClassLoaderAware是aop代码部分的了，是为了给对象生成代理的时候统一类加载器。所以这个方法我们不需要看。

我们来看下BeanFactoryAware的setBeanFactory方法：

AsyncAnnotationBeanPostProcessor#setBeanFactory

代码中，除了引入beanFactory之外，还定义了一个切面advisor ，并把切面advisor赋值给当前对象。

我们中篇文中说过，用编码实现一个aop，需要准备几个东西：

ProxyFactory 代理工厂
Pointcut 切点
Advice 通知
Advisor 切面
Target 被代理对象

有了这几个组件之后，我们就可以构建成一个aop。

那么再看这里代码，这里的advisor就在这里初始化获取到了。而我们可以这样理解：Advisor = pointcut + Advice ，所以可说，我们完成了切面的初始化，其实也是@Async核心重要的一部分了。

ok，有了知识储备，搞啥都清晰。我们接着往下面走，看AsyncAnnotationAdvisor的初始化过程先，也就是构造方法：

上面重点是这两行：

切面等于切点加通知处理。就是这两样东西了。也就是构造器里面其实得到了切点和通知。接下来我们继续看着两个方法：

AsyncAnnotationAdvisor#buildAdvice

我们先来看下AnnotationAsyncExecutionInterceptor的继承关系：

这里面我们比较熟悉的类有Advice、Interceptor、BeanFactoryAware。结合第二篇文章中讲到的生成aop的编码实现。你基本可以确定，这个AnnotationAsyncExecutionInterceptor类就是我们环绕通知的处理类了，Advice说明了这个类是个aop通知处理类，Interceptor说明了处理的方法是拦截器的invoke方法。切面拦截到切点时候就会到这个方法的invoke中执行对应的业务处理逻辑。

那么对应到@Async，执行的逻辑应该就是起一个线程执行方法。

清楚了这一点之后，我们再回到AnnotationAsyncExecutionInterceptor构造方法中，最终调用的是父类中的构造方法：

这里就是给executor和exceptionHandler一个初始化的执行器或错误处理器，初始化默认处理器之后再执行interceptor.configure(executor, exceptionHandler);

这意思就是如果我们之前自定义了执行器和错误处理器，那么用我们自定义的，如果没有就用刚刚在构造器中初始化的默认的。

所以，切面的环绕通知处理Advice已经生成。我们再来看看另一个方法

AsyncAnnotationAdvisor#buildPointcut

这生成切点的逻辑也挺简单的，之前允许在@EnableAsync中通过annatation定义自定义的异步线程注解，我们常用的默认是@Async。所以这里意思其实是把所有的可能的注解都union起来，union就是合并意思。不管自定义的，还是默认的都作为切点。

这时候切点Pointcut已初始化好。

所以在AsyncAnnotationAdvisor中我们初始化好了Advice和Pointcut，而切面就等于Advice+Pointcut，那么它是一个切面来的吗？我们来看下继承关系：

果然实现了Advisor，是个切面。所以致此，我们已经定义了一个切面。

第四步：执行BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法

上面三步走完之后，我们定义得到了一个切面，接下来我们进入最后一步，就是bean的后置处理，这个后置处理器其实是aop中实现的，所以我们定义一个aop切面，其实都需要进入这个后置处理器，那么这里面做了什么事情呢？

看了里面的逻辑，应该就是直接给bean生成代理的了，那么我们写的Async代码中，那些需要我们生成代理呢，是不是所有写了@Async注解的方法或者类？因为我知道aop通过ProxyFactory生成代理的，所以我在 ProxyFactory proxyFactory = prepareProxyFactory(bean, beanName); 这里打个端点，然后启动项目。