你好呀，我是歪歪。

前兩天在看 SOFABoot 的時候，看到一個讓我眼前一亮的東西，來給大家盤一下。

SOFABoot，你可能不眼熟，但是沒關(guān)系，本文也不是給你講這個東西的，你就認(rèn)為它是 SpringBoot 的變種就行了。

(資料圖片僅供參考)

因為有螞蟻金服背書，所以主要是一些金融類的公司在使用這個框架：

官方介紹是這樣的：

SOFABoot 是螞蟻金服開源的基于 Spring Boot 的研發(fā)框架，它在 Spring Boot 的基礎(chǔ)上，提供了諸如 Readiness Check，類隔離，日志空間隔離等能力。在增強了 Spring Boot 的同時，SOFABoot 提供了讓用戶可以在 Spring Boot 中非常方便地使用 SOFA 中間件的能力。

上面這些功能都很強大，但是我主要是分享一下它的這個小功能：https://help.aliyun.com/document_detail/133162.html

這個功能可以讓 Bean 的初始化方法在異步線程里面執(zhí)行，從而加快 Spring 上下文加載過程，提高應(yīng)用啟動速度。

為什么看到功能的時候，我眼前一亮呢，因為我很久之前寫過這篇文章《我是真沒想到，這個面試題居然從11年前就開始討論了，而官方今年才表態(tài)?！?/p>

里面提到的面試題是這樣的：

Spring 在啟動期間會做類掃描，以單例模式放入 ioc。但是 spring 只是一個個類進(jìn)行處理，如果為了加速，我們?nèi)∠?spring 自帶的類掃描功能，用寫代碼的多線程方式并行進(jìn)行處理，這種方案可行嗎？為什么？

當(dāng)時通過 issue 找到了官方對于這個問題回復(fù)總結(jié)起來就是：應(yīng)該是先找到啟動慢的根本原因，而不是把問題甩鍋給 Spring。這部分對于 Spring 來說，能不動，就別動。

僅從“啟動加速-異步初始化方法”這個標(biāo)題上來看，Spring 官方不支持的東西 SOFABoot 支持了。所以這玩意讓我眼前一亮，我倒要看看你是怎么搞得。

先說結(jié)論：SOFABoot 的方案能從一定程度上解決問題，但是它依賴于我們編碼的時候指定哪些 Bean 是可以異步初始化的，這樣帶來的好處是不必考慮循環(huán)依賴、依賴注入等等各種復(fù)雜的情況了，壞處就是需要程序員自己去識別哪些類是可以異步初始化的。

我倒是覺得，程序員本來就應(yīng)該具備“識別自己的項目中哪些類是可以異步初始化”的能力。

但是，一旦要求程序員來主動去識別了，就已經(jīng)“輸了”，已經(jīng)不夠驚艷了，在實現(xiàn)難度上就不是一個級別的事情了。人家 Spring 想的可是框架給你全部搞定，頂多給你留一個開關(guān)，你開箱即用，啥都不用管。

但是總的來說，作為一次思路演變?yōu)樵创a的學(xué)習(xí)案例來說，還是很不錯的。

我們主要是看實現(xiàn)方案和具體邏輯代碼，以 SOFABoot 為抓手，針對其“異步初始化方法”聚焦下鉆，把源碼當(dāng)做紐帶，協(xié)同 Spring，打出一套“我看到了->我會用了->我拿過來->我看懂了->是我的了->寫進(jìn)簡歷”的組合拳。

先搞個 Demo 出來，演示一波效果，先讓你直觀的看到這是個啥玩意。

這個 Demo 非常之簡單，幾行代碼就搞定。

先搞兩個 java 類，里面有一個 init 方法：

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然后把他們作為 Bean 交給 Spring 管理，Demo 就搭建好了：

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直接啟動項目，啟動時間只需要 1.152s，非常絲滑：

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然后，注意，我要稍微的變一下形。

在注入 Bean 的時候觸發(fā)一下初始化方法，模擬實際項目中在 Bean 的初始化階段，既在 Spring 項目啟動過程中，做一些數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、配置拉取等相關(guān)操作：

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再次重啟一下項目，因為需要執(zhí)行兩個 Bean 的初始化動作，各需要 5s 時間，而且是串行執(zhí)行，所以啟動時間直接來到了 11.188s：

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那么接下來，就是見證奇跡的時刻了。

我加上 @SofaAsyncInit 這樣的一個注解：

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你先別管這個注解是哪里來的，從這個注解的名稱你也知道它是干啥的：異步執(zhí)行初始化。

這個時候我再啟動項目：

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從日志中可以看到：

所以 @SofaAsyncInit 這個注解實現(xiàn)了“指定 Bean 的初始化方法實現(xiàn)異步化”。

你想想，如果你有 10 個 Bean，每個 Bean 都需要 1s 的時間做初始化，總計 10s。

但是這些 Bean 之間其實不需要串行初始化，那么用這個注解，并行只需要 1s，搞定。

到這里，你算是看到了這樣的東西存在，屬于“我看到了”。

接下來，我們進(jìn)入到“我會用了”這個環(huán)節(jié)。

在解讀原理之前，我還得告訴你這個注解到底是怎么來的。

它屬于 SOFABoot 框架里面的注解，首先你得把你的 SpringBoot 修改為 SOFABoot。

這一步參照官方文檔中的“快速開始”部分，非常的簡單：https://www.sofastack.tech/projects/sofa-boot/quick-start/

第一步就是把項目中 pom.xml 中的：

    org.springframework.boot    spring-boot-starter-parent    ${spring.boot.version}     

替換為：

    com.alipay.sofa    sofaboot-dependencies    ${sofa.boot.version}

這里的 ${sofa.boot.version} 指定具體的 SOFABoot 版本，我這里使用的是最新的 3.18.0 版本。

然后我們要使用 @SofaAsyncInit 注解，所以需要引入以下 maven：

    com.alipay.sofa    runtime-sofa-boot-starter

對于 pom.xml 文件的變化，就只有這么一點：

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最后，在工程的 application.properties 文件下添加 SOFABoot 工程一個必須的參數(shù)配置，spring.application.name，用于標(biāo)示當(dāng)前應(yīng)用的名稱

# Application Namespring.application.name=SOFABoot Demo

就搞定了，我就完成了一個從 SpringBoot 切換為 SOFABoot 這個大動作。

當(dāng)然了，我這個是一個 Demo 項目，結(jié)構(gòu)和 pom 依賴都非常簡單，所以切換起來也非常容易。如果你的項目比較大的話，可能會遇到一些兼容性的問題。

但是，注意我要說但是了。

你是在學(xué)習(xí)摸索階段，Demo 一定要簡單，越小越好，越純凈越好。所以這個切換的動作對你搭建的一個全新的 Demo 項目來說沒啥難度，不會遇到任何問題。

這個時候，你就可以使用 @SofaAsyncInit 注解了：

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到這里，恭喜你，會用了。

不知道你看到這里是什么感受。

反正對于我來說，如果僅僅是為了讓我能使用這個注解，達(dá)到異步初始化的目的，要讓我從熟悉的 SpringBoot 修改為聽都沒聽過的 SOFABoot，即使這個框架背后有阿里給它背書，我肯定也是不會這么干的。

所以，對于這一類“人有我無”的東西，我都是采取“拿來吧你”策略。

你想，最開始的我就說了，SOFABoot 是 SpringBoot 的變種，它的底層還是 SpringBoot。

而 SOFABoot 又是開源的，整個項目的源碼我都有了：https://github.com/sofastack/sofa-boot/blob/master/README_ZH.md

從其中剝離出一個基于 SpringBoot 做的小功能，融入到我自己的 SpringBoot 項目中，還玩意難道不是手到擒來的事情？

不過就是稍微高級一點的 cv 罷了。

首先，你得把 SOFABoot 的源碼下載下來，或者在另外的一個項目中引用它，把自己的項目恢復(fù)為一個 SpringBoot 項目。

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我這邊是直接把 SOFABoot 源碼搞下來了，先把源碼里面的 @SofaAsyncInit 注解粘到項目里面來，然后從 @SofaAsyncInit 注解入手，發(fā)現(xiàn)除了測試類只有一個 AsyncInitBeanFactoryPostProcessor 類在對其進(jìn)行使用：

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所以把這個類也搬運過來。

搬運過來之后你會發(fā)現(xiàn)有一些類找不到導(dǎo)致報錯：

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針對這部分類，你可以采取無腦搬運的方式，也可以稍加思考替換一些。

比如我就分為了兩種類型：

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標(biāo)號為 ① 的部分，我是直接粘貼到自己的項目中，然后使用項目中的類。

標(biāo)號為 ② 的部分，比如 BeanLoadCostBeanFactory 和 SofaBootConstants，他們的目的是為了獲取一個 moduleName 變量：

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我也不知道這個 moduleName 是啥，所以我采取的策略是自己指定一個：

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至于 ErrorCode 和 SofaLogger，日志相關(guān)的，就用自己項目里面的日志就行了。

就是這個意思：

這樣處理完成之后，AsyncInitBeanFactoryPostProcessor 類不報錯了，接著看這個類在哪里使用到了。

就這樣順藤摸瓜，最后搬運完成之后，就是這些類移過來了：

除了這些類之外，你還會把這個 spring.factories 搬運過來，在項目啟動時把這幾個相關(guān)的類加載進(jìn)去：

然后再次啟動這個和 SOFABoot 沒有一點關(guān)系的項目：

你會發(fā)現(xiàn)，你的項目也具備異步初始化 Bean 的功能了。

你要再進(jìn)一步，把它直接封裝為一個 spring-boot-starter-asyncinitbean，發(fā)布到你們公司的私服里面。

其他團(tuán)隊也能開箱即用的使用這個功能了。

別問，問就是你自己獨立開發(fā)出來的，掌握全部源碼，技術(shù)風(fēng)險可控：

在開始啃原理之前，我先多比比兩句。

我寫文章的時候，為什么要把“拿來吧你”這一小節(jié)放在“啃原理”之前，我是有考慮的。

當(dāng)我們把“異步初始化”這個功能點剝離出來之后，你會發(fā)現(xiàn)，要實現(xiàn)這個功能，一共也沒涉及到幾個類。

聚焦點從一整個項目變成了幾個類而已，至少從感官上不會覺得那么的難，對閱讀其源碼產(chǎn)生太大的抗拒心理。

而我之前很多關(guān)于源碼閱讀的文章，都強調(diào)過這一點：帶著疑問去調(diào)試源碼，要抓住主干，謹(jǐn)防走偏。

前面這一小節(jié)，不過是把這一句話具化了而已。即使沒有把這些類剝離出來，你直接基于 SOFABoot 來調(diào)試這個功能。在你搞清楚“異步初始化”這個功能的實現(xiàn)原理之前，理論上你的關(guān)注點和注意力不應(yīng)該被上面這些類之外的任何一個類給吸引走。

接下來，我們就帶你啃一下原理。

關(guān)于原理部分，我們的突破口肯定是看 @SofaAsyncInit 這個注解的在哪個地方被解析的。

你仔細(xì)看這個注解里面有一個 value 屬性，默認(rèn)為 true，上面的注解說：用來標(biāo)注是否應(yīng)該對 init 方法進(jìn)行異步調(diào)用。

而使用到這個 value 值的地方，就只有下面這一個地方：

com.alipay.sofa.runtime.spring.AsyncInitBeanFactoryPostProcessor#registerAsyncInitBean

判斷為 true 的時候，執(zhí)行了一個 registerAsyncInitBean 方法。

從方法名稱也知道，它是把可以異步執(zhí)行的 init 方法的 Bean 收集起來。

所以看源碼可以看出，這里面是用 Map 來進(jìn)行的存儲，提供了一個 register 和 get 方法：

那么這個 Map 里面到底放的是啥呢？

我也不知道，打個斷點瞅一眼，不就行了：

通過斷點調(diào)試，我們知道這個里面把項目中哪些 Bean 可以異步執(zhí)行 init 方法通過 Map 存放了起來。

那么問題就來了：它怎么知道哪些 Bean 可以異步執(zhí)行 init 呢？

很簡單啊，因為我在對應(yīng)的 Bean 上打上了 @SofaAsyncInit 注解。所以可以通過掃描注解的方式找到這些 Bean。

所以你說 AsyncInitBeanFactoryPostProcessor 這個類是在干啥？

肯定核心邏輯就是在解析標(biāo)注了 @SofaAsyncInit 注解的地方嘛。

到這里，我們通過注解的 value 屬性，找到了 AsyncInitBeanHolder 這個關(guān)鍵類。

知道了這個類里面有一個 Map，里面維護(hù)的是所有可以異步執(zhí)行 init 方法的 Bean 和其對應(yīng)的 init 方法。

好，你思考一下，接下來應(yīng)該干啥？

接下來肯定是看哪個地方在從這個 Map 里面獲取數(shù)據(jù)出來，獲取數(shù)據(jù)的時候，就說明是要異步執(zhí)行這個 Bean 的 init 方法的時候。

不然它把數(shù)據(jù)放到 Map 里面干啥？玩嗎？

調(diào)用 getAsyncInitMethodName 方法的地方，也在 AsyncProxyBeanPostProcessor 類里面：

com.alipay.sofa.runtime.spring.AsyncProxyBeanPostProcessor#postProcessBeforeInitialization

AsyncProxyBeanPostProcessor 類實現(xiàn)了 BeanPostProcessor 接口，并重新了其 postProcessBeforeInitialization 方法。

在這個 postProcessBeforeInitialization 方法里面，執(zhí)行了從 Map 里面拿對象的動作。

如果獲取到了則通過 AOP 編程，編織進(jìn)一個 AsyncInitializeBeanMethodInvoker 方法。

把 bean, beanName, methodName 都傳遞了進(jìn)去：

所以關(guān)鍵點，就在 AsyncInitializeBeanMethodInvoker 里面，因為這個里面有真正判斷是否要進(jìn)行異步初始化的邏輯，主要解讀一下這個類。

首先，關(guān)注一下它的這三個參數(shù)：

通過這三個字段，就可以感知到一個 Bean 是否已經(jīng)或者正在異步執(zhí)行其 init 方法。

這個類的核心邏輯就是把可以異步執(zhí)行、但是還沒有執(zhí)行 init 方法的 bean ，把它的 init 方法扔到線程池里面去執(zhí)行：

看一下在上面的 invoke 方法中的 if 方法：

if (!isAsyncCalled && methodName.equals(asyncMethodName))

isAsyncCalled，首先判斷是否已經(jīng)異步執(zhí)行過這個 bean 的 init 方法了。

然后看看 methodName.equals(asyncMethodName)，要反射調(diào)用的方法是否是之前在 map 中維護(hù)的 init 方法。

如果都滿足，就扔到線程池里面去執(zhí)行，這樣就算是完成了異步 init。

如果不滿足呢？

首先，你想想不滿足的時候說明什么情況？

是不是說明一個 Bean 的 init 方法在項目啟動過程中不只被調(diào)用一次。

就像是這樣：

雖然，我不知道為什么一個 Bean 要執(zhí)行兩次 init 方法，大概率是代碼寫的有問題。

但是我不說，我也不給你拋出異常，我反正就是給你兼容了。

所以，這段代碼就是在處理這個情況：

如果發(fā)現(xiàn)有多次調(diào)用，那么只要第一次異步初始化完成了，即 isAsyncCalling 為 false ，你可以繼續(xù)執(zhí)行反射調(diào)用初始化方法的動作。

這個 invoke 方法的邏輯就是這樣，主要是有一個線程池在里面。

那么這個線程池是哪里來的呢？

com.alipay.sofa.runtime.spring.async.AsyncTaskExecutor

在第一次 submit 任務(wù)的時候，框架會幫我們初始化一個線程池出來。

然后通過這個線程池幫我們完成異步初始化的目標(biāo)。

所以你想想，整個過程是非常清晰的。首先找出來哪些 Bean 上標(biāo)注了 @SofaAsyncInit 注解，找個 Map 維護(hù)起來，接著搞個 AOP 切面，看看哪些 Bean 能在 Map 里面找到，在線程池里面通過動態(tài)代理，調(diào)用其 init 方法。

就完了。

對不對？

好，那么問題就來了？

為什么我不直接在 init 方法里面搞個線程池呢，就像是這樣。

先注入一個自定義線程池，同時注釋掉 @SofaAsyncInit 注解：

在指定 Bean 的 init 方法中使用該線程池：

這也不也是能達(dá)到“異步初始化”的目的嗎？

你說對不對？

不對啊，對個錘子對。

你看啟動日志：

服務(wù)已經(jīng)啟動完成了，但是 4s 之后，Bean 的 init 方法才執(zhí)行完畢。

在這期間，如果有請求要使用對應(yīng)的 Bean 怎么辦？

拿著一個還未執(zhí)行完成 init 方法的 Bean 框框一頓用，這畫面想想就很美。

所以怎么辦？

我也不知道，看一下 SOFABoot 里面是怎么解決這個問題的。

在我們前面提到的線程池里面，有這樣的一個方法：

com.example.asyncthreadpool.spring.AsyncTaskExecutor#ensureAsyncTasksFinish

在這個方法里面，調(diào)用了 future 的 get 方法進(jìn)行阻塞等待。當(dāng)所有的 future 執(zhí)行完成之后，會關(guān)閉線程池。

這個 FUTURES 是什么玩意，怎么來的？

它就是執(zhí)行 submitTask 方法時，維護(hù)進(jìn)行去的，里面裝的就是一個個異步執(zhí)行的 init 方法：

所以它通過這個方法可以確保能感知到所有的通過這個線程池執(zhí)行的 init 方法都執(zhí)行完畢。

現(xiàn)在，方法有了，你先思考一下，我們什么時候觸發(fā)這個方法的調(diào)用呢？

是不是應(yīng)該在 Spring 容器告訴你：小老弟，我這邊所有的 Bean 都搞定了，你這邊啥情況了？

這個時候你就需要調(diào)用一下這個方法。

而 Spring 容器加載完成之后，會發(fā)布這樣的一個事件。也就是它：

所以，SOFABoot 的做法就是監(jiān)聽這個事件：

com.example.asyncthreadpool.spring.AsyncTaskExecutionListener

這樣，即可確保在異步線程中執(zhí)行的 init 方法的 Bean 執(zhí)行完成之后，容器才算啟動成功，對外提供服務(wù)。

到這里，原理部分我算是講完了。

但是寫到這里的時候，我突然冒出了一個寫之前沒有過的想法：在整個實現(xiàn)的過程中，最關(guān)鍵的有兩個東西：

而這個 Map 是怎么來的？

不是通過掃描 @SofaAsyncInit 注解得到的嗎？

那么掃描出來的 @SofaAsyncInit 怎么來的？

不就是我寫代碼的時候主動標(biāo)注上去的嗎？

所以，我們是不是可以完全不用 Map ，直接使用異步線程池：

剩去中間環(huán)節(jié)，直接一步到位，只需要留下兩個類即可：

我這里把這個兩個類貼出來。

AsyncTaskExecutionListener：

public class AsyncTaskExecutionListener implements PriorityOrdered,                                       ApplicationListener,                                       ApplicationContextAware {    private ApplicationContext applicationContext;    @Override    public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {        if (applicationContext.equals(event.getApplicationContext())) {            AsyncTaskExecutor.ensureAsyncTasksFinish();        }    }    @Override    public int getOrder() {        return Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 1;    }    @Override    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {        this.applicationContext = applicationContext;    }}

AsyncTaskExecutor：

@Slf4jpublic class AsyncTaskExecutor {    protected static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();    protected static final AtomicReference THREAD_POOL_REF = new AtomicReference();    protected static final List FUTURES = new ArrayList<>();    public static Future submitTask(Runnable runnable) {        if (THREAD_POOL_REF.get() == null) {            ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = createThreadPoolExecutor();            boolean success = THREAD_POOL_REF.compareAndSet(null, threadPoolExecutor);            if (!success) {                threadPoolExecutor.shutdown();            }        }        Future future = THREAD_POOL_REF.get().submit(runnable);        FUTURES.add(future);        return future;    }    private static ThreadPoolExecutor createThreadPoolExecutor() {        int threadPoolCoreSize = CPU_COUNT + 1;        int threadPoolMaxSize = CPU_COUNT + 1;        log.info(String.format(                "create why-async-init-bean thread pool, corePoolSize: %d, maxPoolSize: %d.",                threadPoolCoreSize, threadPoolMaxSize));        return new ThreadPoolExecutor(threadPoolCoreSize, threadPoolMaxSize, 30,                TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(), new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());    }    public static void ensureAsyncTasksFinish() {        for (Future future : FUTURES) {            try {                future.get();            } catch (Throwable e) {                throw new RuntimeException(e);            }        }        FUTURES.clear();        if (THREAD_POOL_REF.get() != null) {            THREAD_POOL_REF.get().shutdown();            THREAD_POOL_REF.set(null);        }    }}

你只需要把這兩個類,一共 68 行代碼，粘到你的項目中，然后把 AsyncTaskExecutionListener 以 @Bean 的方式注入：

@Beanpublic AsyncTaskExecutionListener asyncTaskExecutionListener() {    return new AsyncTaskExecutionListener();}

恭喜你，你項目中的 Bean 也可以異步執(zhí)行 init 方法了，使用方法就像這樣式兒的：

但是，如果你要對比這兩種寫的法的話：

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肯定是選注解嘛，優(yōu)雅的一比。

所以，我現(xiàn)在問你一個問題：清理聊聊異步初始化 Bean 的思路。

然后在追問你一個問題：如果通過自定義注解的方式實現(xiàn)？需要用到 Spring 的那些擴(kuò)展點？

還思考個毛啊，不就是這個過程嗎？

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回想一下前面的內(nèi)容，是不是品出點味道了，是不是有點感覺了，是不是覺得自己又行了？

其實說真的，這個方案，當(dāng)需要人來主動標(biāo)識哪些 Bean 是可以異步初始化的時候，就已經(jīng)“輸了”，已經(jīng)不夠驚艷了。

但是，你想想本文只是想教你“異步初始化”這個點嗎？

不是的，只是以“異步初始化”為抓手，試圖教你一種源碼解讀的方法，找到撕開 Spring 框架的又一個口子，這才是重要的。

最后，前兩天阿里開發(fā)者公眾號也發(fā)布了一篇叫《Bean異步初始化，讓你的應(yīng)用啟動飛起來》的文章，想要達(dá)成的目的一樣，但是最終的落地方案可以說差距很大。這篇文章沒有具體的源碼，但是也可以對比著看一下，取長補短，融會貫通。

行了，我就帶你走到這了，我只是給你指個路，剩下的路就要你自己走了。

天黑路滑，燈火昏暗，抓住主干，及時回頭。

好了，本文的技術(shù)部分就到這里啦。

關(guān)鍵詞：