Java面試經常會問到：異步操作？什麼是異步？與同步有什麼差別？Java異步的是如何實作？有哪些異步實作方式？下面我一一來詳解異步@mikechen
什麼是異步？
首先我們先來看看一個同步的使用者注冊例子，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“發送短信”這個操作，如果插入資料庫這個動作執行時間較長，發送短信需要等待，這就是典型的同步場景。
于是聰明的人們開始思考，如果兩者關聯性不強，能不能将一些非核心業務從主流程中剝離出來，于是有了異步程式設計雛形，改進後的流程如下：
這就是異步程式設計，它是程式并發運作的一種手段，它允許多個事件同時發生，當程式調用需要長時間運作的方法時，它不會阻塞目前的執行流程，程式可以繼續運作。
在聊完異步程式設計後，那麼我們一起來看看Java裡面實作異步程式設計究竟有哪些方式呢？
一、線程異步
在 Java 語言中最簡單使用異步程式設計的方式就是建立一個 線程來實作，如果你使用的 JDK 版本是 8 以上的話，可以使用 Lambda 表達式 會更加簡潔。
public class AsyncThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("目前線程名稱:" + this.getName() + ", 執行線程名稱:" + Thread.currentThread().getName() + "-hello");
}
} public static void main(String[] args) {
// 模拟業務流程
// .......
// 建立異步線程
AsyncThread asyncThread = new AsyncThread();
// 啟動異步線程
asyncThread.start();
} 當然如果每次都建立一個 Thread線程，頻繁的建立、銷毀，浪費系統資源，我們可以采用線程池：
private ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool() ;
public void fun() throws Exception {
executor.submit(new Runnable(){
@override
public void run() {
try {
//要執行的業務代碼，我們這裡沒有寫方法，可以讓線程休息幾秒進行測試
Thread.sleep(10000);
System.out.print("睡夠啦~");
}catch(Exception e) {
throw new RuntimeException("報錯啦！！");
}
}
});
} 将業務邏輯封裝到 Runnable 或 Callable 中，交由 線程池 來執行。
二、Future異步
上述方式雖然達到了多線程并行處理，但有些業務不僅僅要執行過程，還要擷取執行結果，後續提供在JUC包增加了Future。
從字面意思了解就是未來的意思，但使用起來卻着實有點雞肋，并不能實作真正意義上的異步，擷取結果時需要阻塞線程，或者不斷輪詢。
@Test
public void futureTest() throws Exception {
System.out.println("main函數開始執行");
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
Future<Integer> future = executor.submit(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("===task start===");
Thread.sleep(5000);
System.out.println("===task finish===");
return 3;
}
});
//這裡需要傳回值時會阻塞主線程，如果不需要傳回值使用是OK的。倒也還能接收
//Integer result=future.get();
System.out.println("main函數執行結束");
System.in.read();
} 三、CompletableFuture異步
Future 類通過 get() 方法阻塞等待擷取異步執行的運作結果，性能比較差。
JDK1.8 中，Java 提供了 CompletableFuture 類，它是基于異步函數式程式設計。相對阻塞式等待傳回結果，CompletableFuture 可以通過回調的方式來處理計算結果，實作了異步非阻塞，性能更優。
CompletableFuture 實作了 Future 和 CompletionStage 接口， 并提供了多種實作異步程式設計的方法，如supplyAsync, runAsync以及thenApplyAsync。
下面我們使用CompletableFuture來實作上面的例子：
CompletableFuture<Long> 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 内部使用了 ForkJoinPool 來處理異步任務，這使得我們的代碼變的更簡潔。
四、SpringBoot @Async異步
在@Async注解之前，使用多線程需要使用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 啟用異步注解:
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class StartApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(StartApplication.class, args);
}
} 自定義線程池：
@Configuration
@Slf4j
public class ThreadPoolConfiguration {
@Bean(name = "defaultThreadPoolExecutor", destroyMethod = "shutdown")
public ThreadPoolExecutor systemCheckPoolExecutorService() {
return new ThreadPoolExecutor(3, 10, 60, TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10000),
new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("default-executor-%d").build(),
(r, executor) -> log.error("system pool is full! "));
}
} 在異步處理的方法上添加注解 @Async ，當對 execute 方法 調用時，通過自定義的線程池 defaultThreadPoolExecutor 異步化執行 execute 方法
@Service
public class AsyncServiceImpl implements AsyncService {
@Async("defaultThreadPoolExecutor")
public Boolean execute(Integer num) {
System.out.println("線程：" + Thread.currentThread().getName() + " , 任務：" + num);
return true;
}
} 用 @Async 注解标記的方法，稱為異步方法。在spring boot應用中使用 @Async 很簡單：
- 調用異步方法類上或者啟動類加上注解 @EnableAsync
- 在需要被異步調用的方法外加上 @Async
- 所使用的 @Async 注解方法的類對象應該是Spring容器管理的bean對象；
五、Guava異步
Guava 提供了 ListenableFuture 類來執行異步操作
1.首先我們需要添加 guava 的maven依賴：
<dependency> <groupId>com.google.guava</groupId> <artifactId>guava</artifactId> <version>28.2-jre</version></dependency> 2.現在我們使用ListenableFuture來實作我們之前的例子:
ExecutorService threadpool = Executors.newCachedThreadPool();
ListeningExecutorService service = MoreExecutors.listeningDecorator(threadpool);
ListenableFuture<Long> guavaFuture = (ListenableFuture<Long>) service.submit(()-> factorial(number));
long result = guavaFuture.get(); 這裡使用MoreExecutors擷取ListeningExecutorService類的執行個體，然後ListeningExecutorService.submit執行異步任務，并傳回 ListenableFuture執行個體。
Java異步程式設計小結
異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，異步程式設計的優勢越來越明顯，希望以上介紹的5種Java異步程式設計方式對你有所幫助！
以上!
合集●架構技術幹貨
1.分布式架構設計從0到1全部合集，強烈建議收藏！
2.Java多線與并發程式設計從0到1全部合集，強烈建議收藏！
3.JVM虛拟機系從0到1全部合集，強烈建議收藏！
4.Spring系列從0到1全部合集，強烈建議收藏！
5.Java設計模式：23種設計模式(萬字圖文全面總結)
6.史上最強消息隊列MQ萬字圖文總結，強烈建議收藏！