精通 Salesforce 异步 Apex：开发者 Future、Queueable 与批处理作业指南

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平台对我们代码执行的各种限制，即所谓的 Governor Limits (总督限制)。这些限制是为了保证多租户环境的公平性和稳定性，例如单次事务中 DML 语句的数量、CPU 执行时间、SOQL 查询行数等。当我们需要处理复杂的业务逻辑、操作大量数据，或是调用外部系统的 API 时，很容易就会触碰到这些天花板，导致事务失败，用户体验下降。

想象以下几个场景：

1. 外部系统集成

当一个 Account 记录被创建或更新后，需要立刻调用一个外部的 ERP 系统 API，将客户数据同步过去。这个 API 调用可能会因为网络延迟而耗时较长。如果将其放在同步的触发器（Trigger）中，用户在保存记录时就必须等待 API 调用完成，这会导致页面长时间无响应，严重影响用户体验。如果 API 调用失败，整个 DML 操作可能都会回滚。

2. 大批量数据处理

业务部门需要对系统中所有符合特定条件的 Contact 记录执行一次复杂的数据清洗和更新操作。这些记录可能有数十万甚至数百万条。在单次同步事务中处理这么多数据是完全不可能的，会立刻超出 DML 限制和 CPU 时间限制。

3. 复杂的计算任务

在生成一份复杂的报价单（Quote）后，系统需要根据其所有报价单行项目（Quote Line Items）进行复杂的利润计算、折扣分配和佣金核算。这个过程可能涉及多次查询和大量的计算，如果同步执行，同样会面临超时风险。

为了优雅地解决这些问题，Salesforce 平台提供了强大的异步 Apex (Asynchronous Apex) 框架。异步 Apex 允许我们将耗时较长、资源密集型的操作放到后台线程中执行，从而将它们与用户直接交互的主线程分离开。这样做不仅可以避免触碰同步 Governor Limits，还能显著提升应用的响应速度和用户体验。主线程可以立即完成它的任务（例如保存记录），而后台任务则在 Salesforce 平台的资源调度下排队等待执行。

原理说明

异步 Apex 的核心原理是将任务提交到一个队列中，由 Salesforce 平台在资源可用时分配一个独立的线程来执行。这个新线程拥有自己的一套、通常更宽松的 Governor Limits。例如，同步 Apex 的 CPU 执行时间限制是 10,000 毫秒，而异步 Apex 则是 60,000 毫秒。

Salesforce 平台主要提供了四种异步 Apex 的实现方式，每种方式都有其特定的适用场景：

1. Future Methods

这是最简单的一种异步执行方式。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。Future 方法非常适合执行一些独立的、"即发即忘" (fire-and-forget) 的任务，例如在触发器上下文中发起一个对外部系统的 API 调用。

特点：

必须是静态 (static) 方法。
返回值必须是 void。
参数类型必须是基本数据类型 (primitive data types)、基本数据类型的数组或集合。不能直接传递 sObject 对象作为参数，需要先将其 ID 传递过去，然后在方法内部重新查询。
无法直接监控其执行状态，也没有办法将多个 Future 方法链接起来形成一个执行链。

2. Queueable Apex

Queueable Apex 是对 Future 方法的增强和现代化替代方案。它通过实现 Queueable 接口来定义一个可以被添加到作业队列中的任务。相比 Future 方法，它提供了更强大的功能和灵活性。

特点：

可以接受非基本数据类型作为参数，例如 sObject 对象或自定义的 Apex 类对象。
调用 System.enqueueJob(new MyQueueableClass()) 会返回一个作业 ID (Job ID)，我们可以使用这个 ID 通过 SOQL 查询 AsyncApexJob 对象来监控作业的状态。
支持作业链 (Job Chaining)。一个 Queueable 作业可以在其 execute 方法内部启动另一个 Queueable 作业，从而实现复杂的、分步骤的业务逻辑。

3. Batch Apex

当需要处理海量数据（数千到数百万条记录）时，Batch Apex 是不二之选。它通过实现 Database.Batchable 接口，将一个大的数据处理任务分割成多个小的批次 (batches) 来执行，每个批次都在一个独立的事务中处理。

特点：

包含三个核心方法：start (用于收集需要处理的记录)、execute (对每个批次的数据进行处理)、finish (所有批次处理完成后执行，常用于发送总结邮件等)。
每个 execute 方法都有自己独立的 Governor Limits，极大地提高了数据处理能力。
可以处理高达 5000 万条记录。

4. Schedulable Apex

如果需要让一个任务在未来的特定时间点或按固定的周期（例如每天凌晨2点）执行，就需要使用 Schedulable Apex。它通过实现 Schedulable 接口，并使用 System.schedule 方法或在 Salesforce UI 上进行调度来工作。

示例代码

以下代码示例严格来自 Salesforce 官方文档，并附有详细注释，以帮助您更好地理解。

示例 1: 使用 Future Method 进行 API Callout

这是一个经典的场景：在某个 DML 操作后，需要调用外部服务。为了不阻塞用户界面，我们使用 @future(callout=true) 将其异步化。

// FutureMethodExample.apxc
public class FutureMethodExample {
    @future(callout=true)
    public static void makeHttpCallout() {
        // 准备一个 HTTP 请求
        HttpRequest request = new HttpRequest();
        // 设置请求端点，这里使用一个示例地址
        request.setEndpoint('http://api.example.com/animals');
        // 设置请求方法为 GET
        request.setMethod('GET');

        // 发送请求
        Http http = new Http();
        HttpResponse response = http.send(request);

        // 检查响应状态码，200表示成功
        if (response.getStatusCode() == 200) {
            // 解析响应体，这里假设返回的是JSON格式的数据
            // 在实际项目中，这里会执行更复杂的反序列化和业务逻辑处理
            System.debug('Response body: ' + response.getBody());
        } else {
            // 如果请求失败，记录错误信息
            System.debug('Request failed with status code: ' + response.getStatusCode());
        }
    }
}

如何调用: 在任何 Apex 代码中（例如一个 Trigger），只需调用这个静态方法即可。

// 从匿名窗口或另一个类中调用
FutureMethodExample.makeHttpCallout();

示例 2: 使用 Queueable Apex 实现作业链

这个例子展示了 Queueable Apex 的强大之处。第一个作业 (AddPrimaryContact) 在处理完它的任务后，会启动第二个作业 (SendEmailToSalesTeam)，形成一个作业链。

// AddPrimaryContact.apxc
// 第一个作业：为指定的客户创建一个主要联系人
public class AddPrimaryContact implements Queueable {
    private Contact contact;
    private String state;

    // 构造函数，用于接收需要处理的数据
    public AddPrimaryContact(Contact contact, String state) {
        this.contact = contact;
        this.state = state;
    }

    // execute 方法是 Queueable 作业的入口点
    public void execute(QueueableContext context) {
        // 查询指定州(state)的所有客户
        List<Account> accounts = [SELECT Id, Name, (SELECT Id, FirstName, LastName FROM Contacts)
                                 FROM Account WHERE BillingState = :state LIMIT 200];

        List<Contact> contactsToInsert = new List<Contact>();
        for (Account acc : accounts) {
            // 为每个客户创建一个新的联系人副本
            Contact newContact = contact.clone(false, false, false, false);
            newContact.AccountId = acc.Id;
            contactsToInsert.add(newContact);
        }
        
        // 插入新的联系人记录
        if (!contactsToInsert.isEmpty()) {
            insert contactsToInsert;
        }

        // **作业链的关键**
        // 检查当前作业链的深度，防止无限递归
        // System.Limits.getQueueableJobs() 返回已添加的作业数，包含当前执行的作业
        // System.Limits.getLimitQueueableJobs() 返回队列中允许的最大作业数（通常是50）
        if (System.Limits.getQueueableJobs() < System.Limits.getLimitQueueableJobs()) {
            // 启动下一个作业，通知销售团队
            System.enqueueJob(new SendEmailToSalesTeam());
        }
    }
}

// SendEmailToSalesTeam.apxc
// 第二个作业：发送邮件
public class SendEmailToSalesTeam implements Queueable {
    public void execute(QueueableContext context) {
        // 实际应用中，这里会构建并发送一封邮件
        System.debug('Executing SendEmailToSalesTeam job. Imagine an email is sent here.');
        // 这个作业不启动任何其他作业，作业链在此结束
    }
}

如何调用: 创建 AddPrimaryContact 的实例并将其入队。

// 创建一个联系人模板
Contact templateContact = new Contact(FirstName='Marc', LastName='Benioff');
// 创建第一个作业的实例，并指定目标州为'CA'
AddPrimaryContact job = new AddPrimaryContact(templateContact, 'CA');
// 将作业添加到队列中并获取 Job ID
ID jobId = System.enqueueJob(job);
// 可以使用 jobId 查询作业状态
AsyncApexJob a = [SELECT Id, Status, NumberOfErrors FROM AsyncApexJob WHERE Id = :jobId];

注意事项

1. Governor Limits

虽然异步 Apex 的限制比同步的要宽松，但它仍然有自己的限制。开发者需要特别关注：

总异步 Apex 执行数: 24小时内异步 Apex 方法（Future, Queueable, Batch）执行的总数有限制，通常是 250,000 或 Salesforce 用户许可证数量乘以 200，取较大者。
并发执行: 在一个同步事务中，通过 System.enqueueJob 最多只能添加 50 个作业到队列中。
调用深度: Queueable 作业链的深度有限制。在一个同步事务中启动的链，其深度不能超过1。

2. 权限与数据可见性

异步 Apex 默认在系统模式 (System Mode) 下运行，这意味着它会忽略当前用户的字段级安全 (Field-Level Security) 和对象权限，但会遵守记录共享规则 (Sharing Rules)。如果你希望它遵循当前用户的权限，需要使用 with sharing 或 inherited sharing 关键字声明类。

3. 错误处理

由于异步任务在后台运行，错误不会直接反馈给用户。因此，稳健的错误处理机制至关重要。你必须在代码中使用 try-catch 块来捕获和处理潜在的异常。对于捕获到的异常，最佳实践是将其记录到一个自定义的日志对象中，或者通过平台事件 (Platform Events) / 邮件通知系统管理员。

4. 测试注意事项

测试异步 Apex 是强制性的，并且有特定的模式。Salesforce 提供 Test.startTest() 和 Test.stopTest() 方法来帮助我们测试。将异步方法的调用放在这两个方法之间，当 Test.stopTest() 执行时，Salesforce 会强制执行所有已入队的异步作业，这样你就可以在测试方法中断言（assert）其结果。

@isTest
private class FutureMethodExampleTest {
    @isTest
    static void testMakeHttpCallout() {
        // 设置一个模拟的HTTP响应，避免实际的callout
        Test.setMock(HttpCalloutMock.class, new MockHttpResponseGenerator());

        // 开始测试上下文
        Test.startTest();
        // 调用 future 方法，此时它会被放入队列，但不会立即执行
        FutureMethodExample.makeHttpCallout();
        // 停止测试上下文，这会强制执行队列中的所有异步作业
        Test.stopTest();

        // 在这里添加断言来验证异步作业的结果
        // 例如，查询一个记录是否被正确更新，或者验证模拟callout是否被调用
    }
}

5. 幂等性 (Idempotency)

由于网络问题或平台重试机制，异步作业有可能被执行多次。因此，在设计异步逻辑时，应尽量保证其幂等性，即多次执行同一个任务应该产生与单次执行相同的结果。例如，在插入数据前先检查数据是否已存在。

总结与最佳实践

异步 Apex 是 Salesforce 平台开发工具箱中一把锋利的瑞士军刀，它使得我们能够构建可扩展、高性能且用户体验良好的复杂应用。作为开发者，我们需要根据具体的业务场景选择最合适的异步工具。

选择指南：

当你需要一个简单、独立的后台任务，并且不关心它的执行状态时（例如，一个简单的 API 调用），Future Method 是一个快速的选择。
当你需要更强的控制力，例如传递 sObject、监控作业状态、或者将多个任务链接在一起时，Queueable Apex 是现代开发中的首选。对于所有新的开发，应优先考虑 Queueable Apex 而非 Future Methods。
当你的任务是处理成千上万条记录时，例如数据迁移、批量更新或数据清洗，Batch Apex 是唯一正确的选择。
当你需要任务在特定时间或按周期性计划运行时，Schedulable Apex 是你需要的工具。

最佳实践：

优先选择 Queueable Apex：除非有特别简单的理由，否则新的异步功能开发应首选 Queueable Apex，因为它提供了更好的灵活性和可追溯性。
设计健壮的错误处理：永远不要假设你的代码会完美运行。实现日志记录和通知机制，以便在出现问题时能快速定位和解决。
代码要批量化 (Bulkify)：即使是在异步上下文中，你的代码也应该遵循 Salesforce 的最佳实践，即批量处理数据，避免在循环中执行 SOQL 或 DML 操作。
编写全面的测试：使用 Test.startTest() 和 Test.stopTest() 来确保你的异步逻辑被完全覆盖，并断言其行为符合预期。
监控异步作业：定期检查 Salesforce 设置菜单下的“Apex 作业”页面，监控异步任务的执行情况，及时发现失败的作业。

通过深入理解并熟练运用这些异步处理模式，你将能够构建出能够应对复杂业务挑战的、真正企业级的 Salesforce 应用程序。

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