详解Spring/Spring boot异步任务编程WebAsyncTask

详解Spring/Spring Boot异步任务编程WebAsyncTask

异步任务是指不需要等待某个操作完成就能继续执行下一个操作， Spring/Spring Boot提供了一种异步任务处理机制，可以在异步操作完成后返回结果给客户端，这就是WebAsyncTask。

对于Web应用程序而言，异步任务是必不可少的，比如上传文件、处理大数据等操作，会占用大量的CPU和内存资源，如果采用同步方式进行处理，会导致请求无法响应，而采用异步处理则能够最大化的利用服务器资源，提高性能和并发量。

Spring/Spring Boot提供了多种异步任务处理机制，WebAsyncTask就是其中一种，通过WebAsyncTask，我们可以异步执行一个任务并且在任务完成时返回一个结果。

WebAsyncTask使用方法

使用WebAsyncTask需要按照以下步骤进行配置。

1. 定义异步任务方法

异步任务一般都是通过线程池来执行的，因此我们需要定义一个支持异步任务的线程池，同时定义异步任务执行的方法。异步任务执行的方法可以是任意的业务逻辑方法，它需要使用@Async注解来标识。

@Service
public class MyService {

    @Autowired
    private TaskExecutor taskExecutor;

    @Async
    public CompletableFuture<String> doTask() {
        // 异步任务的处理逻辑
        return CompletableFuture.completedFuture("Task finished");
    }
}

2. 配置WebAsyncTask

我们需要在Spring或Spring Boot的配置文件中定义AsyncTaskExecutor，用于异步任务执行，如果不配置，Spring会使用默认的异步线程池 SimpleAsyncTaskExecutor。

spring:
  task:
    executor:
      core-pool-size: 10 # 线程池初始大小
      max-pool-size: 100 # 线程池最大大小
      queue-capacity: 200 # 队列容量

3. 执行异步任务并返回结果

在Controller中，我们可以将异步任务方法包装成WebAsyncTask，然后返回给客户端。

@RestController
public class MyController {

    @Autowired
    private MyService myService;

    @GetMapping("/async")
    public WebAsyncTask<String> doAsyncTask() {
        Callable<String> task = () -> myService.doTask().get();
        return new WebAsyncTask<>(10000L, task);
    }
}

以上代码中，WebAsyncTask的第一个参数表示异步任务的超时时间，如果异步任务在指定的超时时间内未执行完毕，则会抛出超时异常；第二个参数是Callable对象，用于执行异步任务。

示例1：简单的异步返回任务结果

下面是一个简单的异步返回任务结果的示例，我们定义了一个异步任务，然后将其包装成WebAsyncTask对象，最后返回给客户端。

@Service
public class MyService {

    // 省略@Autowired注解和其他方法

    @Async
    public CompletableFuture<String> doTask() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(2000L); // 模拟耗时操作
        return CompletableFuture.completedFuture("Task finished");
    }
}

@RestController
public class MyController {

    @Autowired
    private MyService myService;

    @GetMapping("/async")
    public WebAsyncTask<String> doAsyncTask() {
        Callable<String> task = () -> myService.doTask().get();
        return new WebAsyncTask<>(10000L, task);
    }
}

你可以使用浏览器或cURL命令访问http://localhost:8080/async，在2秒钟后你将会看到任务完成的结果：

Task finished

示例2：异步上传文件并返回文件路径

下面是一个异步上传文件并返回文件路径的示例，我们使用WebAsyncTask异步上传文件并返回文件路径。

@Service
public class MyService {

    // 省略@Autowired注解和其他方法

    @Async("fileUploadExecutor")
    public CompletableFuture<String> fileUpload(MultipartFile file) throws IOException {
        // 文件上传逻辑
        return CompletableFuture.completedFuture("/path/to/file");
    }
}

@RestController
public class MyController {

    @Autowired
    private MyService myService;

    // 请求参数中包含文件
    @PostMapping("/upload")
    public WebAsyncTask<String> fileUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file, HttpServletRequest request) {
        Callable<String> callable = () -> myService.fileUpload(file).get();
        WebAsyncTask<String> webAsyncTask = new WebAsyncTask<>(30000L, callable);
        // 设置回调函数，用于处理上传进度
        webAsyncTask.onCompletion(() -> {
            request.getSession().removeAttribute("uploadProgress");
            System.out.println("File upload completed");
        });
        // 设置超时回调函数，用于处理超时事件
        webAsyncTask.onTimeout(() -> {
            request.getSession().removeAttribute("uploadProgress");
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.REQUEST_TIMEOUT).body("File upload timed out");
        });
        // 设置调用开始时的回调函数，用于处理上传开始事件
        webAsyncTask.onStart(() -> {
            request.getSession().setAttribute("uploadProgress", new UploadProgress());
            System.out.println("File upload started");
        });
        // 设置调用完成时的回调函数，用于处理上传完成事件
        webAsyncTask.onError(() -> {
            request.getSession().removeAttribute("uploadProgress");
            System.out.println("File upload error");
        });
        return webAsyncTask;
    }
}

你可以使用浏览器或cURL命令访问http://localhost:8080/upload，当上传完成后，你将会看到上传文件的路径：

/path/to/file

总结

WebAsyncTask是Spring/Spring Boot中提供的异步任务处理机制，可以用于异步执行任务并在任务完成后返回结果给客户端，这对于Web应用程序而言是必不可少的。在使用异步任务前，需要定义异步任务执行的线程池和异步任务执行的方法，然后将异步任务包装成WebAsyncTask对象并在Controller中返回给客户端。