我们通过一个Demo体会下这个注解的作用吧
第一步，配置类上开启异步：
@EnableAsync
@Configuration
@ComponentScan("com.dmz.spring.async")
public class Config {
}
第二步，
@Component // 这个类本身要被Spring管理
public class DmzAsyncService {
@Async // 添加注解表示这个方法要异步执行
public void testAsync(){
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("testAsync invoked");
}
}
第三步，测试异步执行
public class Main {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(Config.class);
DmzAsyncService bean = ac.getBean(DmzAsyncService.class);
bean.testAsync();
System.out.println("main函数执行完成");
}
}
// 程序执行结果如下：
// main函数执行完成
// testAsync invoked
通过上面的例子我们可以发现，DmzAsyncService中的testAsync方法是异步执行的，那么这背后的原理是什么呢？我们接着分析
原理分析
我们在分析某一个技术的时候，最重要的事情是，一定一定要找到代码的入口，像Spring这种都很明显，入口必定是在@EnableAsync这个注解上面，我们来看看这个注解干了啥事（本文基于5.2.x版本）
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
// 这里是重点，导入了一个ImportSelector
@Import(AsyncConfigurationSelector.class)
public @interface EnableAsync {
// 这个配置可以让程序员配置需要被检查的注解，默认情况下检查的就是@Async注解
Class<? extends Annotation> annotation() default Annotation.class;
// 默认使用jdk代理
boolean proxyTargetClass() default false;
// 默认使用Spring AOP
AdviceMode mode() default AdviceMode.PROXY;
// 在后续分析我们会发现，这个注解实际往容器中添加了一个
// AsyncAnnotationBeanPostProcessor，这个后置处理器实现了Ordered接口
// 这个配置主要代表了AsyncAnnotationBeanPostProcessor执行的顺序
int order() default Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
}
上面这个注解做的最重要的事情就是导入了一个AsyncConfigurationSelector，这个类的源码如下：
public class AsyncConfigurationSelector extends AdviceModeImportSelector<EnableAsync> {
private static final String ASYNC_EXECUTION_ASPECT_CONFIGURATION_CLASS_NAME =
"org.springframework.scheduling.aspectj.AspectJAsyncConfiguration";
@Override
@Nullable
public String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {
switch (adviceMode) {
// 默认会使用SpringAOP进行代理
case PROXY:
return new String[] {ProxyAsyncConfiguration.class.getName()};
case ASPECTJ:
return new String[] {ASYNC_EXECUTION_ASPECT_CONFIGURATION_CLASS_NAME};
default:
return null;
}
}
}
这个类的作用是像容器中注册了一个ProxyAsyncConfiguration，这个类的继承关系如下：
image-20200719220316319
我们先看下它的父类AbstractAsyncConfiguration，其源码如下：
@Configuration
public abstract class AbstractAsyncConfiguration implements ImportAware {
@Nullable
protected AnnotationAttributes enableAsync;
@Nullable
protected Supplier<Executor> executor;
@Nullable
protected Supplier<AsyncUncaughtExceptionHandler> exceptionHandler;
// 这里主要就是检查将其导入的类上是否有EnableAsync注解
// 如果没有的话就报错
@Override
public void setImportMetadata(AnnotationMetadata importMetadata) {
this.enableAsync = AnnotationAttributes.fromMap(
importMetadata.getAnnotationAttributes(EnableAsync.class.getName(), false));
if (this.enableAsync == null) {
throw new IllegalArgumentException(
"@EnableAsync is not present on importing class " + importMetadata.getClassName());
}
}
// 将容器中配置的AsyncConfigurer注入
// 异步执行嘛，所以我们可以配置使用的线程池
// 另外也可以配置异常处理器
@Autowired(required = false)
void setConfigurers(Collection<AsyncConfigurer> configurers) {
if (CollectionUtils.isEmpty(configurers)) {
return;
}
if (configurers.size() > 1) {
throw new IllegalStateException("Only one AsyncConfigurer may exist");
}
AsyncConfigurer configurer = configurers.iterator().next();
this.executor = configurer::getAsyncExecutor;
this.exceptionHandler = configurer::getAsyncUncaughtExceptionHandler;
}
}
再来看看ProxyAsyncConfiguration这个类的源码
@Configuration
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
public class ProxyAsyncConfiguration extends AbstractAsyncConfiguration {
@Bean(name = TaskManagementConfigUtils.ASYNC_ANNOTATION_PROCESSOR_BEAN_NAME)
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
public AsyncAnnotationBeanPostProcessor asyncAdvisor() {
AsyncAnnotationBeanPostProcessor bpp = new AsyncAnnotationBeanPostProcessor();
// 将通过AsyncConfigurer配置好的线程池跟异常处理器设置到这个后置处理器中
bpp.configure(this.executor, this.exceptionHandler);
Class<? extends Annotation> customAsyncAnnotation = this.enableAsync.getClass("annotation");
if (customAsyncAnnotation != AnnotationUtils.getDefaultValue(EnableAsync.class, "annotation")) {
bpp.setAsyncAnnotationType(customAsyncAnnotation);
}
bpp.setProxyTargetClass(this.enableAsync.getBoolean("proxyTargetClass"));
bpp.setOrder(this.enableAsync.<Integer>getNumber("order"));
return bpp;
}
}
这个类本身是一个配置类，它的作用是向容器中添加一个AsyncAnnotationBeanPostProcessor。到这一步我们基本上就可以明白了，@Async注解的就是通过AsyncAnnotationBeanPostProcessor这个后置处理器生成一个代理对象来实现异步的，接下来我们就具体看看AsyncAnnotationBeanPostProcessor是如何生成代理对象的，我们主要关注一下几点即可：
是在生命周期的哪一步完成的代理？
切点的逻辑是怎么样的？它会对什么样的类进行拦截？
通知的逻辑是怎么样的？是如何实现异步的？
基于上面几个问题，我们进行逐一分析
是在生命周期的哪一步完成的代理？
我们抓住重点，AsyncAnnotationBeanPostProcessor是一个后置处理器器，按照我们对Spring的了解，大概率是在这个后置处理器的postProcessAfterInitialization方法中完成了代理，直接定位到这个方法，这个方法位于父类AbstractAdvisingBeanPostProcessor中，具体代码如下：
public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
// 没有通知，或者是AOP的基础设施类，那么不进行代理
if (this.advisor == null || bean instanceof AopInfrastructureBean) {
return bean;
}
// 对已经被代理的类，不再生成代理，只是将通知添加到代理类的逻辑中
// 这里通过beforeExistingAdvisors决定是将通知添加到所有通知之前还是添加到所有通知之后
// 在使用@Async注解的时候，beforeExistingAdvisors被设置成了true
// 意味着整个方法及其拦截逻辑都会异步执行
if (bean instanceof Advised) {
Advised advised = (Advised) bean;
if (!advised.isFrozen() && isEligible(AopUtils.getTargetClass(bean))) {
if (this.beforeExistingAdvisors) {
advised.addAdvisor(0, this.advisor);
}
else {
advised.addAdvisor(this.advisor);
}
return bean;
}
}
// 判断需要对哪些Bean进行来代理
if (isEligible(bean, beanName)) {
ProxyFactory proxyFactory = prepareProxyFactory(bean, beanName);
if (!proxyFactory.isProxyTargetClass()) {
evaluateProxyInterfaces(bean.getClass(), proxyFactory);
}
proxyFactory.addAdvisor(this.advisor);
customizeProxyFactory(proxyFactory);
return proxyFactory.getProxy(getProxyClassLoader());
}
return bean;
}
果不其然，确实是在这个方法中完成的代理。接着我们就要思考，切点的过滤规则是什么呢？
切点的逻辑是怎么样的？
其实也不难猜到肯定就是类上添加了@Async注解或者类中含有被@Async注解修饰的方法。基于此，我们看看这个isEligible这个方法的实现逻辑，这个方位位于AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessor中，也是AsyncAnnotationBeanPostProcessor的父类，对应代码如下：
// AbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessor的isEligible方法
// 调用了父类
protected boolean isEligible(Object bean, String beanName) {
return (!AutoProxyUtils.isOriginalInstance(beanName, bean.getClass()) &&
super.isEligible(bean, beanName));
}
protected boolean isEligible(Object bean, String beanName) {
return isEligible(bean.getClass());
}
protected boolean isEligible(Class<?> targetClass) {
Boolean eligible = this.eligibleBeans.get(targetClass);
if (eligible != null) {
return eligible;
}
if (this.advisor == null) {
return false;
}
// 这里完成的判断
eligible = AopUtils.canApply(this.advisor, targetClass);
this.eligibleBeans.put(targetClass, eligible);
return eligible;
}
实际上最后就是根据advisor来确定是否要进行代理，在Spring中AOP相关的API及源码解析，原来AOP是这样子的这篇文章中我们提到过，advisor实际就是一个绑定了切点的通知，那么AsyncAnnotationBeanPostProcessor这个advisor是什么时候被初始化的呢？我们直接定位到AsyncAnnotationBeanPostProcessor的setBeanFactory方法，其源码如下：
public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) {
super.setBeanFactory(beanFactory);
// 在这里new了一个AsyncAnnotationAdvisor
AsyncAnnotationAdvisor advisor = new AsyncAnnotationAdvisor(this.executor, this.exceptionHandler);
if (this.asyncAnnotationType != null) {
advisor.setAsyncAnnotationType(this.asyncAnnotationType);
}
advisor.setBeanFactory(beanFactory);
// 完成了初始化
this.advisor = advisor;
}
我们来看看AsyncAnnotationAdvisor中的切点匹配规程是怎么样的，直接定位到这个类的buildPointcut方法中，其源码如下：
protected Pointcut buildPointcut(Set<Class<? extends Annotation>> asyncAnnotationTypes) {
ComposablePointcut result = null;
for (Class<? extends Annotation> asyncAnnotationType : asyncAnnotationTypes) {
// 就是根据这两个匹配器进行匹配的
Pointcut cpc = new AnnotationMatchingPointcut(asyncAnnotationType, true);
Pointcut mpc = new AnnotationMatchingPointcut(null, asyncAnnotationType, true);
if (result == null) {
result = new ComposablePointcut(cpc);
}
else {
result.union(cpc);
}
result = result.union(mpc);
}
return (result != null ? result : Pointcut.TRUE);
}
代码很简单，就是根据cpc跟mpc两个匹配器来进行匹配的，第一个是检查类上是否有@Async注解，第二个是检查方法是是否有@Async注解。
那么，到现在为止，我们已经知道了它在何时创建代理，会为什么对象创建代理，最后我们还需要解决一个问题，代理的逻辑是怎么样的，异步到底是如何实现的？
通知的逻辑是怎么样的？是如何实现异步的？
前面也提到了advisor是一个绑定了切点的通知，前面分析了它的切点，那么现在我们就来看看它的通知逻辑，直接定位到AsyncAnnotationAdvisor中的buildAdvice方法，源码如下：
protected Advice buildAdvice(
@Nullable Supplier<Executor> executor, @Nullable Supplier<AsyncUncaughtExceptionHandler> exceptionHandler) {
AnnotationAsyncExecutionInterceptor interceptor = new AnnotationAsyncExecutionInterceptor(null);
interceptor.configure(executor, exceptionHandler);
return interceptor;
}
简单吧，加了一个拦截器而已，对于interceptor类型的对象，我们关注它的核心方法invoke就行了，代码如下：
public Object invoke(final MethodInvocation invocation) throws Throwable {
Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);
Method specificMethod = ClassUtils.getMostSpecificMethod(invocation.getMethod(), targetClass);
final Method userDeclaredMethod = BridgeMethodResolver.findBridgedMethod(specificMethod);
// 异步执行嘛，先获取到一个线程池
AsyncTaskExecutor executor = determineAsyncExecutor(userDeclaredMethod);
if (executor == null) {
throw new IllegalStateException(
"No executor specified and no default executor set on AsyncExecutionInterceptor either");
}
// 然后将这个方法封装成一个 Callable对象传入到线程池中执行
Callable<Object> task = () -> {
try {
Object result = invocation.proceed();
if (result instanceof Future) {
return ((Future<?>) result).get();
}
}
catch (ExecutionException ex) {
handleError(ex.getCause(), userDeclaredMethod, invocation.getArguments());
}
catch (Throwable ex) {
handleError(ex, userDeclaredMethod, invocation.getArguments());
}
return null;
};
// 将任务提交到线程池
return doSubmit(task, executor, invocation.getMethod().getReturnType());
}
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