優(yōu)化SpringBoot吞吐量的七個高效策略

作者：一安 2024-06-28 09:39:58

supplyAsync 用于提供返回值的情況，CompletableFuture 還有一個不需要返回值的異步調用方法 runAsync(Runnable runnable)，一般我們在優(yōu)化 Controller 時，使用這個方法比較多。

1、異步執(zhí)行

實現(xiàn)方式二種：

使用異步注解 @aysnc、啟動類：添加 @EnableAsync 注解
JDK 8 本身有一個非常好用的 Future 類——CompletableFuture

@AllArgsConstructor
public class AskThread implements Runnable{
    private CompletableFuture<Integer> re = null;

    public void run() {
        int myRe = 0;
        try {
            myRe = re.get() * re.get();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(myRe);
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final CompletableFuture<Integer> future = new CompletableFuture<>();
        new Thread(new AskThread(future)).start();
        //模擬長時間的計算過程
        Thread.sleep(1000);
        //告知完成結果
        future.complete(60);
    }
}

在該示例中，啟動一個線程，此時 AskThread 對象還沒有拿到它需要的數(shù)據(jù)，執(zhí)行到 myRe = re.get() * re.get() 會阻塞。

我們用休眠 1 秒來模擬一個長時間的計算過程，并將計算結果告訴 future 執(zhí)行結果，AskThread 線程將會繼續(xù)執(zhí)行。

public class Calc {
    public static Integer calc(Integer para) {
        try {
            //模擬一個長時間的執(zhí)行
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return para * para;
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        final CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> calc(50))
                .thenApply((i) -> Integer.toString(i))
                .thenApply((str) -> "\"" + str + "\"")
                .thenAccept(System.out::println);
        future.get();
    }
}

CompletableFuture.supplyAsync 方法構造一個 CompletableFuture 實例，在 supplyAsync() 方法中，它會在一個新線程中，執(zhí)行傳入的參數(shù)。

在這里它會執(zhí)行 calc() 方法，這個方法可能是比較慢的，但這并不影響 CompletableFuture 實例的構造速度，supplyAsync() 會立即返回。

而返回的 CompletableFuture 實例就可以作為這次調用的契約，在將來任何場合，用于獲得最終的計算結果。

這兩個方法如果在不指定線程池的情況下，都是在 ForkJoinPool.common 線程池中執(zhí)行，而這個線程池中的所有線程都是 Daemon（守護）線程，所以，當主線程結束時，這些線程無論執(zhí)行完畢都會退出系統(tǒng)。

核心代碼：

CompletableFuture.runAsync(() ->
   this.afterBetProcessor(betRequest,betDetailResult,appUser,id)
);

異步調用使用 Callable 來實現(xiàn)：

@RestController  
public class HelloController {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloController.class);

    @Autowired  
    private HelloService hello;

    @GetMapping("/helloworld")
    public String helloWorldController() {
        return hello.sayHello();
    }

    /**
     * 異步調用restful
     * 當controller返回值是Callable的時候，springmvc就會啟動一個線程將Callable交給TaskExecutor去處理
     * 然后DispatcherServlet還有所有的spring攔截器都退出主線程，然后把response保持打開的狀態(tài)
     * 當Callable執(zhí)行結束之后，springmvc就會重新啟動分配一個request請求，然后DispatcherServlet就重新
     * 調用和處理Callable異步執(zhí)行的返回結果， 然后返回視圖
     *
     * @return
     */  
    @GetMapping("/hello")
    public Callable<String> helloController() {
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入helloController方法");
        Callable<String> callable = new Callable<String>() {

            @Override  
            public String call() throws Exception {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入call方法");
                String say = hello.sayHello();
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloService方法返回");
                return say;
            }
        };
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");
        return callable;
    }
}

異步調用的方式 WebAsyncTask：

@RestController  
public class HelloController {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloController.class);

    @Autowired  
    private HelloService hello;

    /**
     * 帶超時時間的異步請求 通過WebAsyncTask自定義客戶端超時間
     * @return
     */  
    @GetMapping("/world")
    public WebAsyncTask<String> worldController() {
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入helloController方法");

        // 3s鐘沒返回，則認為超時
        WebAsyncTask<String> webAsyncTask = new WebAsyncTask<>(3000, new Callable<String>() {

            @Override  
            public String call() throws Exception {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入call方法");
                String say = hello.sayHello();
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloService方法返回");
                return say;
            }
        });
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");

        webAsyncTask.onCompletion(new Runnable() {

            @Override  
            public void run() {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 執(zhí)行完畢");
            }
        });

        webAsyncTask.onTimeout(new Callable<String>() {

            @Override  
            public String call() throws Exception {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");
                // 超時的時候，直接拋異常，讓外層統(tǒng)一處理超時異常
                throw new TimeoutException("調用超時");
            }
        });
        return webAsyncTask;
    }

    /**
     * 異步調用，異常處理，詳細的處理流程見MyExceptionHandler類
     * @return
     */  
    @GetMapping("/exception")
    public WebAsyncTask<String> exceptionController() {
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入helloController方法");
        Callable<String> callable = new Callable<String>() {

            @Override  
            public String call() throws Exception {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入call方法");
                throw new TimeoutException("調用超時!");
            }
        };
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");
        return new WebAsyncTask<>(20000, callable);
    }
}

2、增加內嵌 Tomcat 的最大連接數(shù)

代碼如下：

@Configuration
public class TomcatConfig {
    @Bean
    public ConfigurableServletWebServerFactory webServerFactory() {
        TomcatServletWebServerFactory tomcatFactory = new TomcatServletWebServerFactory();
        tomcatFactory.addConnectorCustomizers(new MyTomcatConnectorCustomizer());
        tomcatFactory.setPort(8005);
        tomcatFactory.setContextPath("/api-g");
        return tomcatFactory;
    }
    class MyTomcatConnectorCustomizer implements TomcatConnectorCustomizer {
        public void customize(Connector connector) {
            Http11NioProtocol protocol = (Http11NioProtocol) connector.getProtocolHandler();
            //設置最大連接數(shù)
            protocol.setMaxConnections(20000);
            //設置最大線程數(shù)
            protocol.setMaxThreads(2000);
            protocol.setConnectionTimeout(30000);
        }
    }
}

3、使用 @ComponentScan()

使用 @ComponentScan() 定位掃包比 @SpringBootApplication 掃包更快。

4、默認 Tomcat 容器改為 Undertow

默認 Tomcat 容器改為 Undertow（Jboss 下的服務器，Tomcat 吞吐量 5000，Undertow 吞吐量 8000）

<exclusions>
  <exclusion>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
  </exclusion>
</exclusions>

改為：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

5、使用 BufferedWriter 進行緩沖

這里不給大家舉例，可自行嘗試。

6、Deferred 方式實現(xiàn)異步調用

代碼如下：

@RestController
public class AsyncDeferredController {
    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
    private final LongTimeTask taskService;

    @Autowired
    public AsyncDeferredController(LongTimeTask taskService) {
        this.taskService = taskService;
    }

    @GetMapping("/deferred")
    public DeferredResult<String> executeSlowTask() {
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + "進入executeSlowTask方法");
        DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<>();
        // 調用長時間執(zhí)行任務
        taskService.execute(deferredResult);
        // 當長時間任務中使用deferred.setResult("world");這個方法時，會從長時間任務中返回，繼續(xù)controller里面的流程
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + "從executeSlowTask方法返回");
        // 超時的回調方法
        deferredResult.onTimeout(new Runnable(){

   @Override
   public void run() {
    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");
    // 返回超時信息
    deferredResult.setErrorResult("time out!");
   }
  });

        // 處理完成的回調方法，無論是超時還是處理成功，都會進入這個回調方法
        deferredResult.onCompletion(new Runnable(){

   @Override
   public void run() {
    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onCompletion");
   }
  });

        return deferredResult;
    }
}

7、異步調用可以使用 AsyncHandlerInterceptor 進行攔截

代碼如下：

@Component
public class MyAsyncHandlerInterceptor implements AsyncHandlerInterceptor {

 private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyAsyncHandlerInterceptor.class);

 @Override
 public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
   throws Exception {
  return true;
 }

 @Override
 public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler,
   ModelAndView modelAndView) throws Exception {
// HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
  logger.info(Thread.currentThread().getName()+ "服務調用完成，返回結果給客戶端");
 }

 @Override
 public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex)
   throws Exception {
  if(null != ex){
   System.out.println("發(fā)生異常:"+ex.getMessage());
  }
 }

 @Override
 public void afterConcurrentHandlingStarted(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
   throws Exception {

  // 攔截之后，重新寫回數(shù)據(jù)，將原來的hello world換成如下字符串
  String resp = "my name is chhliu!";
  response.setContentLength(resp.length());
  response.getOutputStream().write(resp.getBytes());

  logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入afterConcurrentHandlingStarted方法");
 }
}

責任編輯：武曉燕來源：一安未來