深入理解Spring之@Async实现原理

深入理解Spring之@Async实现原理

简介

• 对于异步方法调用，从Spring3开始提供了@Async注解，该注解可以被标注在方法上，以便异步地调用该方法。调用者将在调用时立即返回，方法的实际执行将提交给Spring TaskExecutor的任务中，由指定的线程池中的线程执行。
• 遇到开发人员只会简单的使用@Async注解，而不知其实现原理，更糟糕的是有时会错误的使用。本篇将深入源码分析@Async注解背后的实现原理，避免错误使用。

@Async

• 以下是@Async注解的源码，从源码中看到它可以被标注在类或方法上，用于实现方法的异步执行。当被标注在类上时，表明类中的所有方法都被指定的异步执行器执行。

实现原理

• 为了更基础的分析异步调用背后的实现原理，这里选择使用xml配置文件的方式。使用xml配置文件方式时，一般会配置如下元素：

<task:annotation-driven executor="myExecutor" exception-handler="exceptionHandler"/>
<task:executor id="myExecutor" pool-size="5"/>
<bean id="exceptionHandler" class="com.abc.MyAsynExceptionHandler"/>

• 请记住上面的三个配置，下文将围绕这三个配置进行深入分析。
• 这里就从task标签解析开始。一般对于这种标签的解析都会有相应的NamespaceHandler，根据Spring命名的套路查找TaskNamespaceHandler类，具体代码如下：

• 图中标出了task标签下annotation-driven和executor元素的处理类。
• 先分析一下executor元素，其对应的处理类是ExecutorBeanDefinitionParser，下图是这个类的继承关系图。

• 根据前面几篇篇幅可以知道，这个类用于解析和定义单个BeanDefinition，从parse方法追踪具体的实现逻辑，发现这个类主要是根据executor元素中的配置，例如pool-size创建一个TaskExecutorFactoryBean对象，而在TaskExecutorFactoryBean中间接使用ThreadPoolExecutor创建了一个线程池，这个线程池会在annotation-driven元素解析类中用到。

• 接着分析annotation-driven元素处理类AnnotationDrivenBeanDefinitionParser，其实现了BeanDefinitionParser，关系图如下：

• 这个类的parse方法体内容比较多，这个只关注重点代码，具体代码如下：

• 默认情况下，如果没有配置mode属性，其值默认是proxy，继续执行会创建一个AsyncAnnotationBeanPostProcessor，然后解析executor属性值和exception-handler属性值并将其设置到AsyncAnnotationBeanPostProcessor中。
• AsyncAnnotationBeanPostProcessor类关系图如下所示：



• 从图中可以看到，AsyncAnnotationBeanPostProcessor间接实现了BeanFactoryAware接口，所以它在被实例化的时候会执行setBeanFactory方法，查看这个方法的源码如下：

• 重点关注红框中的代码，这里使用上面提到的executor元素解析得到的线程池和异常处理创建通知，使用@Async注解创建切入点，具体代码如下：

• 进入构建通知的方法buildAdvice，

• 查看AnnotationAsyncExecutionInterceptor源码，可以发现它继承和实现接口关系图如下：

• 可以看到AnnotationAsyncExecutionInterceptor间接实现了MethodInterceptor接口，而MethodInterceptor是AOP中切入点的处理器，处理器中最终被调用的是invoke方法，下面是invoke方法的源码：

• doSubmit方法源码如下，可以看到真正执行的地方是提交给线程池执行的，实现了异步执行。

• 上面的分析得到了@Async注解的切入点、切入点的处理器，必然会根据切入点创建代理，才能最终执行到MethodInterceptor的invoke方法，实现异步执行。继续分析，AsyncAnnotationBeanPostProcessor类间接实现了BeanPostProcessor接口，也就是说在bean初始化之前和之后会分别执行postProcessBeforeInitialization方法和postProcessAfterInitialization方法，而AsyncAnnotationBeanPostProcessor类的这两个方法是从AbstractAdvisingBeanPostProcessor类中继承来的，这里重点分析postProcessAfterInitialization方法，具体代码如下：

• 创建代理可以使用Cglib或JDK动态代理，具体代码如下：

• 这里选择JdkDynamicAopProxy深入分析，代理的创建这里就不深入分析了，这里重点关注一下调用代理时真正执行的invoke方法，方法体内容比较多，这里看一下如下重要代码：

总结

• Spring容器启动初始化bean时，判断类中是否使用了@Async注解，创建切入点和切入点处理器，根据切入点创建代理，在调用@Async注解标注的方法时，会调用代理，执行切入点处理器invoke方法，将方法的执行提交给线程池，实现异步执行。
• 所以，需要注意的一个错误用法是，如果A类的a方法(没有标注@Async)调用它自己的b方法(标注@Async)是不会异步执行的，因为从a方法进入调用的都是它本身，不会进入代理。