Spring Async 最佳实践(2)：ExceptionHandler

本文将讨论在 Spring Boot 使用 `@Async` 注解时如何捕捉异常。正文开始前，建议阅读系列的[第一篇][1]。

从主线程 fork 新线程时，有两种情况：

1. "Fire-and-forget"：fork 线程，然后为这个线程分配任务，接下来什么也不用管。不需要关心任务执行结果，其他业务逻辑的执行也不依赖该结果。通常任务的返回类型是 `void`。让我们通过例子帮助理解：假设你在为员工发薪水，需要给每个员工发送一份工资单邮件，你可以异步执行该任务。发邮件显然不是核心业务逻辑，而是一个横切关注点。然而，发邮件很好，而且在某些情况下是必须的。这时候需要制定失败重试或者定时机制。

2. "Fire-with-callback"：在主线程中 fork 一个线程，为该线程分配任务并关联 `Callback`。接下来，主线程会继续执行其他任务并持续检查 `Callback` 结果。主线程需要子线程 `Callback` 执行结果进行下一步工作。

假设你正在做一份员工报告，员工信息根据各自数据类型存储在不同的后端。General Service 存储员工通用数据，比如姓名、生日、性别、地址等；Financial Service 存储薪资、税金以及其他 PF 相关数据。因此，你会创建两个并行线程，分别调用 General Service 与 Financial Service。这两组数据最终都要在报告中体现，因此需要进行数据组合，在主线程中表现为子线程 Callback 结果。一般会用 `CompletebleFuture` 实现。

在上面描述的场景中，如果一切顺利是最理想的结果。但如果执行中发生异常，该如何进行异常处理？

第二种情况下，由于回调执行后能够返回成功或失败，因此处理异常非常容易。失败的时候，异常会被封装在 `CompltebleFuture` 里，在主线程中可以检查异常并处理。处理异常的 Java 代码很简单，这里直接略过。

然而，第一种情况的异常处理非常棘手：创建的线程会执行业务逻辑，但如何确保业务执行成功？或者说，执行失败该如何进行调试，如何追踪是什么地方出现了问题？

解决方案很简单：注入自己的 exception handler。这样，当 `Async` 方法执行过程中发生异常，会把程序控制转交给 handler。你的 handler 知道接下来该如何处理。很简单，不是吗？

要做到这一点，需要执行以下步骤：

1. `AsyncConfigurer`：`AsyncConfigurere` 是一个 Spring 提供的接口，包含两个方法。一个可以重载 `TaskExecutor`（线程池），另一个是 exception handler。Exception handler 支持注入用来捕捉 unCaught 异常，也可以自己定义 class 直接实现。这里我不会直接实现，而是用 Spring 提供的 `AsyncConfigurerSupport` 类，通过 `@Configuration` 和 `@EnableAsync` 注解提供默认实现。

```java
package com.example.ask2shamik.springAsync;


import java.lang.reflect.Method;
import java.util.concurrent.Executor;
import org.springframework.aop.interceptor.AsyncUncaughtExceptionHandler;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.SimpleAsyncTaskExecutor;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.scheduling.annotation.AsyncConfigurerSupport;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;


@Configuration
@EnableAsync
public class CustomConfiguration extends AsyncConfigurerSupport {
    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        return new SimpleAsyncTaskExecutor();
    }


    @Override
    @Nullable
    public AsyncUncaughtExceptionHandler getAsyncUncaughtExceptionHandler() {
        return (throwable, method, obj) -> {
            System.out.println("Exception Caught in Thread - " + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("Exception message - " + throwable.getMessage());
            System.out.println("Method name - " + method.getName());
            for (Object param : obj) {
                System.out.println("Parameter value - " + param);
            }
        };
    }
}
```

请注意，因为不想使用自定义 task executor，在 `getAsyncExecutor` 方法中，没有创建任何新的 executor。因此，我将使用 Spring 默认的 `SimpleAsyncExecutor`。

但是，我需要自己定义 uncaught exception handler 处理 uncaught 异常。因此，我写了一条继承 `AsyncUncaughtExceptionHandler` 类的 lambda 表达式并覆盖 `handleuncaughtexception` 方法。

这样，会让 Spring 加载与应用匹配的 `AsyncConfugurer(CustomConfiguration)` 并用 lambda 表达式进行异常处理。

新建一个 `@Async` 方法抛出异常：

```java
package com.example.ask2shamik.springAsync;


import java.util.Map;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;


@Component
public class AsyncMailTrigger {
    @Async
    public void senMailwithException() throws Exception {
        throw new Exception("SMTP Server not found :: orginated from Thread :: " + Thread.currentThread().getName());
    }
}
```

现在，创建调用方法。

```java
package com.example.ask2shamik.springAsync;


import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;


@Component
public class AsyncCaller {
    @Autowired
    AsyncMailTrigger asyncMailTriggerObject;


    public void rightWayToCall() throws Exception {
        System.out.println("Calling From rightWayToCall Thread " + Thread.currentThread().getName());
        asyncMailTriggerObject.senMailwithException();
    }
}
```

接下来让我们启动 Spring Boot 应用，看它如何捕捉 `sendMailwithException` 方法引发的异常。

```java
package com.example.ask2shamik.springAsync;


import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import com.example.ask2shamik.springAsync.demo.AsyncCaller;


@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    @Autowired
    AsyncCaller caller;


    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }


    @Bean
    public CommandLineRunner commandLineRunner(ApplicationContext ctx) {
        return args -> {
            caller.rightWayToCall();
        };
    }
}
```

结果如下：

```shell
Calling From rightWayToCall Thread main
Exception Caught in Thread - SimpleAsyncTaskExecutor-1
Exception message - SMTP Server not found:: originated from Thread:: SimpleAsyncTaskExecutor-1
Method name - senMailwithException
```