Salesforce 异步 Apex 深度解析：开发者指南

背景与应用场景

作为一名 Salesforce 开发人员，我们日常工作中不可避免地会遇到 Salesforce 平台的 Governor Limits (治理限制)。这些限制是为了保证在多租户环境下，所有组织都能公平地共享资源。然而，在处理复杂业务逻辑、大量数据或与外部系统集成时，同步执行的 Apex 代码很容易触碰到这些天花板，例如：单个事务中的 SOQL 查询总数（100个）、DML 语句总数（150个）以及 CPU 总执行时间（10秒）等。

当用户操作触发的逻辑需要花费很长时间才能完成时，同步处理会严重影响用户体验，导致页面长时间无响应。为了解决这些问题，Salesforce 提供了强大的异步处理框架——Asynchronous Apex。它允许我们将那些耗时、资源密集型的任务放到后台执行，从而释放主线程，优化性能并提升用户体验。

典型的应用场景包括：

  • 处理海量数据：当需要对成千上万条记录进行更新、删除或复杂计算时，同步处理几乎是不可能的。例如，在月底对所有客户的积分进行批量结算。
  • 外部系统调用 (Callouts)：从 Apex Trigger 或其他同步上下文中直接调用外部 Web 服务是被禁止的，因为这可能导致事务长时间挂起。异步 Apex 是执行这些调用的标准方式。
  • 复杂的计算逻辑：某些业务逻辑，如复杂的定价计算、风险评估模型，其计算量可能超出同步 CPU 时间限制，需要移至后台处理。
  • 提升用户体验：对于用户触发但不需要立即看到结果的操作（如生成一份复杂的年度报告），可以将其放入后台队列，并立即向用户返回“任务已提交”的反馈，而不是让用户在屏幕前苦等。

原理说明

Asynchronous Apex 的核心原理是将任务提交到一个后台处理队列中。Salesforce 平台会根据可用资源，在适当的时候从队列中取出任务并执行。这些任务在自己独立的事务中运行，拥有更高、更独立的 Governor Limits。Salesforce 主要提供了四种异步 Apex 的实现方式，每种都有其特定的适用场景和优缺点。

Future Methods (@future)

Future Methods 是最简单的一种异步 Apex。通过在方法上添加 @future 注解，我们可以告诉平台这个方法应该在后台异步执行。它非常适合那些“即发即忘”(fire-and-forget) 的简单后台任务。

核心特点：

  • 简单易用：只需一个注解即可实现异步。
  • 参数限制：方法必须是静态的 (static)，返回类型必须是 void，并且其参数只能是基本数据类型 (primitives)、基本数据类型的数组或集合。不支持传递 sObject 对象作为参数，但可以传递 sObject 的 ID，然后在方法内部查询。
  • 独立事务：每个 future 方法都在自己的事务中执行。
  • Callouts：非常适合用于从触发器等同步代码中发起 Web 服务调用，只需添加 @future(callout=true) 注解。
  • 无序执行：Future 方法的执行顺序是不保证的。如果你提交了多个 future 任务，它们可能不会按照你提交的顺序执行。

Batch Apex (Database.Batchable)

Batch Apex 是专为处理大量数据而设计的。它将一个大的数据处理任务分割成多个小的、可管理的“块”(chunks)，然后分批次地异步处理。这使得我们能够处理数百万条记录，而不会超出 Governor Limits。

核心特点：

一个 Batch Apex 类必须实现 Database.Batchable 接口，该接口包含三个方法：

  • start(Database.BatchableContext bc)：这是批处理的起点。它负责收集需要处理的所有记录，并返回一个 Database.QueryLocator 或一个 Iterable 对象。对于海量数据，强烈推荐使用 Database.QueryLocator，因为它支持高达 5000 万条记录。
  • execute(Database.BatchableContext bc, List<SObject> scope)：这是核心处理逻辑所在。平台会多次调用此方法，每次传入一小批数据（即 scope 参数，默认大小为 200）。你所有的业务逻辑，如字段更新、DML 操作，都在这里完成。
  • finish(Database.BatchableContext bc)：当所有批次都处理完毕后，此方法会被调用一次。通常用于执行一些总结性的操作，比如发送一封通知邮件或启动另一个后续任务。

如果需要在不同 execute 调用之间保持状态（例如，统计总共处理了多少条记录），可以额外实现 Database.Stateful 接口。

Queueable Apex (Queueable)

Queueable Apex 可以看作是 Future Methods 的升级版。它提供了更强大的功能和灵活性，克服了 Future Methods 的一些主要限制。

核心特点：

  • 复杂参数类型：与 Future Methods 不同，Queueable Apex 的类成员变量可以是非基本数据类型，例如 sObject 甚至自定义的 Apex 类对象。
  • 获取 Job ID：当你通过 System.enqueueJob(new MyQueueableClass()) 将一个 Queueable 任务入队时，会返回一个 Job ID。你可以使用这个 ID 来监控任务的状态（通过查询 AsyncApexJob 对象）。
  • 任务链 (Job Chaining)：一个 Queueable 任务可以启动另一个 Queueable 任务。这使得构建一系列按顺序执行的复杂异步流程成为可能，这是 Future Methods 无法做到的。

它通过实现 Queueable 接口及其唯一的 execute(QueueableContext context) 方法来工作。

Scheduled Apex (Schedulable)

Scheduled Apex 顾名思义，用于在指定的时间或按固定的周期重复执行任务。例如，每天凌晨 1 点执行数据清理，或每周一早上生成周报数据。

核心特点：

  • 定时执行：可以精确控制代码的执行时间。
  • 实现简单：只需实现 Schedulable 接口及其唯一的 execute(SchedulableContext context) 方法。
  • 调度方式：可以通过 Salesforce UI（在“设置”中搜索“Apex 类”）进行可视化调度，也可以通过 System.schedule 方法以编程方式动态创建调度任务。

示例代码（含详细注释）

以下所有代码示例均严格遵循 Salesforce 官方文档。

Future Method 示例：从触发器进行外部调用

这是一个典型的场景，当一个客户记录被创建或更新时，需要异步调用外部服务来同步信息。

public class FutureMethodExample {
    @future(callout=true)
    public static void sendAccountInfo(Id accountId) {
        // 根据传入的 Account ID 查询最新的数据
        Account acct = [SELECT Id, Name, Phone FROM Account WHERE Id = :accountId];

        // 构造发送到外部服务的数据
        String jsonBody = '{"name":"' + acct.Name + '", "phone":"' + acct.Phone + '"}';

        // 设置 HTTP 请求
        HttpRequest req = new HttpRequest();
        req.setEndpoint('https://api.example.com/accounts');
        req.setMethod('POST');
        req.setHeader('Content-Type', 'application/json;charset=UTF-8');
        req.setBody(jsonBody);

        // 发送请求并处理响应
        Http http = new Http();
        try {
            HttpResponse res = http.send(req);
            System.debug('Callout successful. Status code: ' + res.getStatusCode());
            // 在这里可以添加对响应的处理逻辑
        } catch (System.CalloutException e) {
            System.debug('Callout error: ' + e.getMessage());
            // 异常处理逻辑
        }
    }
}

// 在 Account 触发器中调用
trigger AccountTrigger on Account (after insert, after update) {
    for (Account a : Trigger.new) {
        // 将需要异步处理的 Account ID 传递给 future 方法
        FutureMethodExample.sendAccountInfo(a.Id);
    }
}

Batch Apex 示例：批量更新联系人地址

假设我们需要将所有在“北京”的联系人的邮寄地址统一更新为公司的某个新地址。

public class UpdateContactAddresses implements Database.Batchable<sObject>, Database.Stateful {

    // 使用 Database.Stateful 来跟踪已处理的记录数
    private integer recordsProcessed = 0;

    // 1. start 方法：收集需要处理的数据
    public Database.QueryLocator start(Database.BatchableContext bc) {
        // 返回一个 QueryLocator，查询所有在北京的联系人
        return Database.getQueryLocator(
            'SELECT Id, MailingStreet FROM Contact WHERE MailingCity = \'北京\''
        );
    }

    // 2. execute 方法：处理每一批数据
    public void execute(Database.BatchableContext bc, List<Contact> scope) {
        // 创建一个列表来存储待更新的联系人
        List<Contact> contactsToUpdate = new List<Contact>();
        for (Contact contact : scope) {
            // 更新业务逻辑
            contact.MailingStreet = '北京市海淀区中关村大街1号';
            contactsToUpdate.add(contact);
        }
        
        // 对当前批次执行一次 DML 操作
        if (!contactsToUpdate.isEmpty()) {
            update contactsToUpdate;
            // 更新已处理记录的计数器
            recordsProcessed = recordsProcessed + contactsToUpdate.size();
        }
    }

    // 3. finish 方法：所有批次处理完毕后执行
    public void finish(Database.BatchableContext bc) {
        // 获取异步任务的详细信息
        AsyncApexJob job = [SELECT Id, Status, NumberOfErrors, JobItemsProcessed,
            TotalJobItems, CreatedBy.Email
            FROM AsyncApexJob WHERE Id = :bc.getJobId()];

        // 发送一封总结邮件给任务提交者
        Messaging.SingleEmailMessage mail = new Messaging.SingleEmailMessage();
        String[] toAddresses = new String[] {job.CreatedBy.Email};
        mail.setToAddresses(toAddresses);
        mail.setSubject('联系人地址批量更新任务完成 - ' + job.Status);
        mail.setPlainTextBody(
            '批处理任务已处理 ' + job.TotalJobItems +
            ' 条记录，其中失败 ' + job.NumberOfErrors + ' 条。\n' + 
            '我们通过代码逻辑统计，共更新了 ' + recordsProcessed + ' 条记录。'
        );
        Messaging.sendEmail(new Messaging.SingleEmailMessage[] { mail });
    }
}

// 如何启动这个 Batch Job
// Id batchJobId = Database.executeBatch(new UpdateContactAddresses(), 100);
// 第二个参数 100 是可选的 scope size，指定了每个 execute 方法处理的记录数

Queueable Apex 示例：任务链

这个例子展示了如何创建一个任务，处理完后链接到另一个任务。

public class FirstQueueableJob implements Queueable {
    public void execute(QueueableContext context) {
        // 步骤1: 查询一个 Account 记录
        Account a = [SELECT Id, Name, AnnualRevenue FROM Account WHERE Name = 'ACME' LIMIT 1];
        
        // 步骤2: 执行一些业务逻辑
        // ... 例如更新 Account 的某个字段
        System.debug('正在处理第一个任务，Account: ' + a.Name);
        
        // 步骤3: 链式调用第二个 Queueable 任务
        // 你可以将当前任务处理的结果（如 sObject）传递给下一个任务
        System.enqueueJob(new SecondQueueableJob(a));
    }
}

public class SecondQueueableJob implements Queueable {
    private Account processedAccount;

    // 构造函数，接收从第一个任务传递过来的数据
    public SecondQueueableJob(Account acc) {
        this.processedAccount = acc;
    }

    public void execute(QueueableContext context) {
        // 步骤4: 基于上一个任务的结果，执行后续逻辑
        System.debug('正在处理第二个任务，接收到的 Account ID: ' + processedAccount.Id);
        // ... 例如，基于这个 Account 创建一个 Opportunity
    }
}

// 如何启动这个链式任务
// System.enqueueJob(new FirstQueueableJob());

注意事项

治理限制 (Governor Limits)

虽然异步 Apex 的限制比同步的要宽松得多，但它并非没有限制。你需要关注每日异步 Apex 执行次数（250,000次或用户许可证数乘以200，取较大者）、并发执行的批处理作业数量等。务必在设计时考虑到这些限制。

测试异步 Apex

测试异步代码是开发中的一个关键环节。你必须将你的异步调用代码块包裹在 Test.startTest() 和 Test.stopTest() 之间。Test.stopTest() 会强制所有在 startTest() 之后调用的异步作业立即执行完毕，这样你就可以在测试方法的后续部分对异步执行的结果进行断言 (assert)。

@isTest
private class MyAsyncTest {
    static testMethod void testQueueable() {
        // 准备测试数据
        Account testAcc = new Account(Name='ACME');
        insert testAcc;

        Test.startTest();
        // 将 Queueable 作业入队
        System.enqueueJob(new FirstQueueableJob());
        Test.stopTest(); // stopTest() 会强制执行上面的异步代码

        // 在这里查询并断言异步代码执行的结果
        // 例如，验证 SecondQueueableJob 是否成功创建了 Opportunity
    }
}

错误处理

异步任务在后台运行，如果发生异常，用户无法立即感知。因此，在代码中实现健全的 try-catch 机制至关重要。你应当捕获异常，并将其记录到自定义对象、发送平台事件或通知相关人员，以便进行问题排查。

幂等性 (Idempotency)

在设计异步流程时，特别是可能因错误而重试的流程，要考虑幂等性。即一个操作执行一次和执行多次的效果应该是一样的。例如，避免使用 `i++` 这样的操作，而是使用 `UPDATE Account SET Status = 'Processed'` 这样的确定性操作。

总结与最佳实践

Asynchronous Apex 是 Salesforce 平台开发人员工具箱中不可或缺的一部分。掌握它，你才能构建出真正可扩展、高性能且用户体验良好的复杂应用程序。

如何选择？

  • Future Methods (`@future`)：当你需要一个简单、快速的方案来从同步代码（如触发器）中执行一个独立的、耗时的任务（特别是外部调用）时使用。
  • Batch Apex (`Database.Batchable`)：当你的核心需求是处理成千上万甚至数百万条记录时，这是唯一的选择。它是为海量数据处理而生的。
  • Queueable Apex (`Queueable`)：当你需要比 Future Method 更多的控制权时，例如需要监控任务状态、传递复杂对象或将多个异步任务链接在一起时，这是现代化的首选。
  • Scheduled Apex (`Schedulable`)：当你需要让代码在未来的特定时间点或按固定周期自动运行时使用。

最佳实践：

  1. 选择正确的工具：不要用 Batch Apex 去处理几十条数据，也不要试图用 Future Method 实现复杂的多步流程。
  2. 代码要健壮：始终包含详尽的错误处理和日志记录机制。
  3. 保持批量化思维：即使在 Batch Apex 的 execute 方法内部，也要遵循 Apex 的批量化最佳实践，避免在循环中执行 SOQL 或 DML。
  4. 监控你的队列：定期检查“设置”中的“Apex 作业”页面，了解异步任务的执行情况，及时发现失败或性能问题。
  5. 注意递归和链式深度：在使用 Queueable 任务链时，要小心设计退出条件，避免无限递归，同时注意链式调用的深度限制。

通过合理地运用这四种异步模式，你将能够突破同步限制，构建出能够应对各种复杂业务场景的强大 Salesforce 应用。

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