## 40 打动面试官：线程池流程编排中的运用实战 ## 引导语 在线程池的面试中，面试官除了喜欢问 ThreadPoolExecutor 的底层源码外，还喜欢问你有没有在实际的工作中用过 ThreadPoolExecutor，我们在并发集合类的《场景集合：并发 List、Map 的应用场景》一文中说过一种简单的流程引擎，如果没有看过的同学，可以返回去看一下。 本章就在流程引擎的基础上运用 ThreadPoolExecutor，使用线程池实现 SpringBean 的异步执行。 ### 1 流程引擎关键代码回顾 《场景集合：并发 List、Map 的应用场景》文中流程引擎执行 SpringBean 的核心代码为： ``` // 批量执行 Spring Bean private void stageInvoke(String flowName, StageEnum stage, FlowContent content) { List<DomainAbilityBean> domainAbilitys = FlowCenter.flowMap.getOrDefault(flowName, Maps.newHashMap()).get(stage); if (CollectionUtils.isEmpty(domainAbilitys)) { throw new RuntimeException("找不到该流程对应的领域行为" + flowName); } for (DomainAbilityBean domainAbility : domainAbilitys) { // 执行 Spring Bean domainAbility.invoke(content); } } ``` 入参是 flowName（流程名称）、stage（阶段）、content（上下文），其中 stage 中会执行很多 SpringBean，SpringBean 被执行的代码是 domainAbility.invoke(content)。 ### 2 异步执行 SpringBean 从上述代码中，我们可以看到所有的 SpringBean 都是串行执行的，效率较低，我们在实际业务中发现，有的 SpringBean 完全可以异步执行，这样既能完成业务请求，又能减少业务处理的 rt，对于这个需求，我们条件反射的有了两个想法： 1. 需要新开线程来异步执行 SpringBean，可以使用 Runable 或者 Callable； 2. 业务请求量很大，我们不能每次来一个请求，就开一个线程，我们应该让线程池来管理异步执行的线程。 于是我们决定使用线程池来完成这个需求。 ### 3 如何区分异步的 SpringBean 我们的 SpringBean 都是实现 DomainAbilityBean 这个接口的，接口定义如下： ``` public interface DomainAbilityBean { /** * 领域行为的方法入口 */ FlowContent invoke(FlowContent content); } ``` 从接口定义上来看，没有预留任何地方来标识该 SpringBean 应该是同步执行还是异步执行，这时候我们可以采取注解的方式，我们新建一个注解，只要 SpringBean 上有该注解，表示该 SpringBean 应该异步执行，否则应该同步执行，新建的注解如下： ``` /** * 异步 SpringBean 执行注解 * SpringBean 需要异步执行的话，就打上该注解 *author wenhe *date 2019/10/7 */ @Target(ElementType.TYPE)// 表示该注解应该打在类上 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented public @interface AsyncComponent { } ``` 接着我们新建了两个 SpringBean，并在其中一个 SpringBean 上打上异步的注解，并且打印出执行 SpringBean 的线程名称，如下图：  图中实现了两个 SpringBean：BeanOne 和 BeanTwo，其中 BeanTwo 被打上了 AsyncComponent 注解，表明 BeanTwo 应该被异步执行，两个 SpringBean 都打印出执行的线程的名称。 ### 4 mock 流程引擎数据中心 《场景集合：并发 List、Map 的应用场景》一文中，我们说可以从数据库中加载出流程引擎需要的数据，此时我们 mock 一下，mock 的代码如下： ``` @Component public class FlowCenter { /** * flowMap 是共享变量，方便访问 */ public static final Map<String, Map<StageEnum, List<DomainAbilityBean>>> flowMap = Maps.newConcurrentMap(); /** * PostConstruct 注解的意思就是 * 在容器启动成功之后，初始化 flowMap */ @PostConstruct public void init() { // 初始化 flowMap mock Map<StageEnum, List<DomainAbilityBean>> stageMap = flowMap.getOrDefault("flow1",Maps.newConcurrentMap()); for (StageEnum value : StageEnum.values()) { List<DomainAbilityBean> domainAbilitys = stageMap.getOrDefault(value, Lists.newCopyOnWriteArrayList()); if(CollectionUtils.isEmpty(domainAbilitys)){ domainAbilitys.addAll(ImmutableList.of( ApplicationContextHelper.getBean(BeanOne.class), ApplicationContextHelper.getBean(BeanTwo.class) )); stageMap.put(value,domainAbilitys); } } flowMap.put("flow1",stageMap); // 打印出加载完成之后的数据结果 log.info("init success,flowMap is {}", JSON.toJSONString(flowMap)); } } ``` ### 5 新建线程池 在以上操作完成之后，只剩下最后一步了，之前我们执行 SpringBean 时，是这行代码： ``` domainAbility.invoke(content); ``` 现在我们需要区分 SpringBean 是否是异步的，如果是异步的，丢到线程池中去执行，如果是同步的，仍然使用原来的方法进行执行，于是我们把这些逻辑封装到一个工具类中，工具类如下： ``` /** * 组件执行器 * author wenhe * date 2019/10/7 */ public class ComponentExecutor { // 我们新建了一个线程池 private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(15, 15, 365L, TimeUnit.DAYS, new LinkedBlockingQueue<>()); // 如果 SpringBean 上有 AsyncComponent 注解，表示该 SpringBean 需要异步执行，就 丢到线程池中去 public static final void run(DomainAbilityBean component, FlowContent content) { // 判断类上是否有 AsyncComponent 注解 if (AnnotationUtils.isAnnotationPresent(AsyncComponent.class, AopUtils.getTargetClass(component))) { // 提交到线程池中 executor.submit(() -> { component.invoke(content); }); return; } // 同步 SpringBean 直接执行。 component.invoke(content); } } ``` 我们把原来的执行代码替换成使用组件执行器执行，如下图：  ### 6 测试 以上步骤完成之后，简单的流程引擎就已经完成了，我们简单地在项目启动的时候加上测试，代码如下：  更严谨的做法，是会写单元测试来测试流程引擎，为了快一点，我们直接在项目启动类上加上了测试代码。 运行之后的关键结果如下： ``` [main] demo.sixth.SynchronizedDemo: SynchronizedDemo init begin [main] demo.sixth.SynchronizedDemo: SynchronizedDemo init end [main] demo.three.flow.FlowCenter : init success,flowMap is {"flow1":{"PARAM_VALID":[{},{}],"AFTER_TRANSACTION":[{"$ref":"$.flow1.PARAM_VALID[0]"},{"$ref":"$.flow1.PARAM_VALID[1]"}],"BUSINESS_VALID":[{"$ref":"$.flow1.PARAM_VALID[0]"},{"$ref":"$.flow1.PARAM_VALID[1]"}],"IN_TRANSACTION":[{"$ref":"$.flow1.PARAM_VALID[0]"},{"$ref":"$.flow1.PARAM_VALID[1]"}]}} o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter : Registering beans for JMX exposure on startup [main] s.b.c.e.t.TomcatEmbeddedServletContainer : Tomcat started on port(s): 8080 (http) [main] demo.DemoApplication : Started DemoApplication in 5.377 seconds (JVM running for 6.105) [main] demo.three.flow.BeanOne : BeanOne is run,thread name is main [main] demo.three.flow.BeanOne : BeanOne is run,thread name is main [pool-1-thread-1] demo.three.flow.BeanTwo : BeanTwo is run,thread name is pool-1-thread-1 [main] demo.three.flow.BeanOne : BeanOne is run,thread name is main [pool-1-thread-2] demo.three.flow.BeanTwo : BeanTwo is run,thread name is pool-1-thread-2 [pool-1-thread-3] demo.three.flow.BeanTwo : BeanTwo is run,thread name is pool-1-thread-3 [main] demo.three.flow.BeanOne : BeanOne is run,thread name is main [pool-1-thread-4] demo.three.flow.BeanTwo : BeanTwo is run,thread name is pool-1-thread-4 ``` 从运行结果中，我们可以看到 BeanTwo 已经被多个不同的线程异步执行了。 ### 总结 这是一个线程池在简单流程引擎上的运用实站，虽然这个流程引擎看起来比较简单，但在实际工作中，还是非常好用的，大家可以把代码拉下来，自己尝试一下，调试一下参数，比如当我新增 SpringBean 的时候，流程引擎的表现如何。