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Java Servlet3.0異步處理問(wèn)題

更新時(shí)間：2017年12月07日 09:23:17 投稿：laozhang

這篇文章主要介紹了Java中Servlet3.0異步處理的原理以及遇到的問(wèn)題分析，需要的朋友參考一下。

通過(guò)本篇文章主要給大家講解了在JAVA開(kāi)發(fā)中Servlet3.0異步處理遇到的問(wèn)題以及處理辦法，以下是具體內(nèi)容：

Servlet 3.0 開(kāi)始提供了AsyncContext用來(lái)支持異步處理請(qǐng)求，那么異步處理請(qǐng)求到底能夠帶來(lái)哪些好處？

Web容器一般來(lái)說(shuō)處理請(qǐng)求的方式是：為每個(gè)request分配一個(gè)thread。我們都知道thread的創(chuàng)建不是沒(méi)有代價(jià)的，Web容器的thread pool都是有上限的。
那么一個(gè)很容易預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題就是，在高負(fù)載情況下，thread pool都被占著了，那么后續(xù)的request就只能等待，如果運(yùn)氣不好客戶(hù)端會(huì)報(bào)等待超時(shí)的錯(cuò)誤。
在AsyncContext出現(xiàn)之前，解決這個(gè)問(wèn)題的唯一辦法就是擴(kuò)充Web容器的thread pool。

但是這樣依然有一個(gè)問(wèn)題，考慮以下場(chǎng)景：

有一個(gè)web容器，線程池大小200。有一個(gè)web app，它有兩個(gè)servlet，Servlet-A處理單個(gè)請(qǐng)求的時(shí)間是10s，Servlet-B處理單個(gè)請(qǐng)求的時(shí)間是1s。
現(xiàn)在遇到了高負(fù)載，有超過(guò)200個(gè)request到Servlet-A，如果這個(gè)時(shí)候請(qǐng)求Servlet-B就會(huì)等待，因?yàn)樗蠬TTP thread都已經(jīng)被Servlet-A占用了。
這個(gè)時(shí)候工程師發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，擴(kuò)展了線程池大小到400，但是負(fù)載依然持續(xù)走高，現(xiàn)在有400個(gè)request到Servlet-A，Servlet-B依然無(wú)法響應(yīng)。

看到問(wèn)題了沒(méi)有，因?yàn)镠TTP thread和Worker thread耦合在了一起，所以導(dǎo)致了當(dāng)大量request到一個(gè)耗時(shí)操作時(shí)，就會(huì)將HTTP thread占滿(mǎn)，導(dǎo)致整個(gè)Web容器就會(huì)無(wú)法響應(yīng)。

但是如果使用AsyncContext，我們就可以將耗時(shí)的操作交給另一個(gè)thread去做，這樣HTTP thread就被釋放出來(lái)了，可以去處理其他請(qǐng)求了。

注意，只有使用AsyncContext才能夠達(dá)到上面所講的效果，如果直接new Thread()或者類(lèi)似的方式的，HTTP thread并不會(huì)歸還到容器。

下面是一個(gè)官方的例子：

@WebServlet(urlPatterns={"/asyncservlet"}, asyncSupported=true)
public class AsyncServlet extends HttpServlet {
 /* ... Same variables and init method as in SyncServlet ... */
 @Override
 public void doGet(HttpServletRequest request, 
      HttpServletResponse response) {
  response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
  final AsyncContext acontext = request.startAsync();
  acontext.start(new Runnable() {
   public void run() {
   String param = acontext.getRequest().getParameter("param");
   String result = resource.process(param);
   HttpServletResponse response = acontext.getResponse();
   /* ... print to the response ... */
   acontext.complete();
   }
  });
 }
}

陷阱

在這個(gè)官方例子里，每個(gè)HTTP thread都會(huì)開(kāi)啟另一個(gè)Worker thread來(lái)處理請(qǐng)求，然后把HTTP thread就歸還給Web容器。但是看AsyncContext.start()方法的javadoc：

Causes the container to dispatch a thread, possibly from a managed thread pool, to run the specified Runnable.

實(shí)際上這里并沒(méi)有規(guī)定Worker thread到底從哪里來(lái)，也許是HTTP thread pool之外的另一個(gè)thread pool？還是說(shuō)就是HTTP thread pool？

The Limited Usefulness of AsyncContext.start()文章里寫(xiě)道：不同的Web容器對(duì)此有不同的實(shí)現(xiàn)，不過(guò)Tomcat實(shí)際上是利用HTTP thread pool來(lái)處理AsyncContext.start()的。

這也就是說(shuō)，我們?cè)臼窍脶尫臜TTP thread的，但實(shí)際上并沒(méi)有，因?yàn)橛蠬TTP thread依然被用作Worker thread，只不過(guò)這個(gè)thread和接收請(qǐng)求的HTTP thread不是同一個(gè)而已。

這個(gè)結(jié)論我們也可以通過(guò)AsyncServlet1和SyncServlet的Jmeter benchmark看出來(lái)，兩者的throughput結(jié)果差不多。啟動(dòng)方法：?jiǎn)?dòng)Main，然后利用Jmeter啟動(dòng)benchmark.jmx（Tomcat默認(rèn)配置下HTTP thread pool=200）。

使用ExecutorService

前面看到了Tomcat并沒(méi)有單獨(dú)維護(hù)Worker thread pool，那么我們就得自己想辦法搞一個(gè)，見(jiàn)AsyncServlet2，它使用了一個(gè)帶Thread pool的ExecutorService來(lái)處理AsyncContext。

其他方式

所以對(duì)于AsyncContext的使用并沒(méi)有固定的方式，你可以根據(jù)實(shí)際需要去采用不同的方式來(lái)處理，為此你需要一點(diǎn)Java concurrent programming的知識(shí)。

對(duì)于性能的誤解

AsyncContext的目的并不是為了提高性能，也并不直接提供性能提升，它提供了把HTTP thread和Worker thread解藕的機(jī)制，從而提高Web容器的響應(yīng)能力。

不過(guò)AsyncContext在某些時(shí)候的確能夠提高性能，但這個(gè)取決于你的代碼是怎么寫(xiě)的。
比如：Web容器的HTTP thread pool數(shù)量200，某個(gè)Servlet使用一個(gè)300的Worker thread pool來(lái)處理AsyncContext。
相比Sync方式Worker thread pool=HTTP thread pool=200，在這種情況下我們有了300的Worker thread pool，所以肯定能夠帶來(lái)一些性能上的提升（畢竟干活的人多了）。

相反，如果當(dāng)Worker thread的數(shù)量<=HTTP thread數(shù)量的時(shí)候，那么就不會(huì)得到性能提升，因?yàn)榇藭r(shí)處理請(qǐng)求的瓶頸在Worker thread。
你可以修改AsyncServlet2的線程池大小，把它和SyncServlet比較benchmark結(jié)果來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)論。

一定不要認(rèn)為Worker thread pool必須比HTTP thread pool大，理由如下：

兩者職責(zé)不同，一個(gè)是Web容器用來(lái)接收外來(lái)請(qǐng)求，一個(gè)是處理業(yè)務(wù)邏輯

thread的創(chuàng)建是有代價(jià)的，如果HTTP thread pool已經(jīng)很大了再搞一個(gè)更大的Worker thread pool反而會(huì)造成過(guò)多的Context switch和內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)

AsyncContext的目的是將HTTP thread釋放出來(lái)，避免被操作長(zhǎng)期占用進(jìn)而導(dǎo)致Web容器無(wú)法響應(yīng)

所以在更多時(shí)候，Worker thread pool不會(huì)很大，而且會(huì)根據(jù)不同業(yè)務(wù)構(gòu)建不同的Worker thread pool。

比如：Web容器thread pool大小200，一個(gè)慢速Servlet的Worker thread pool大小10，這樣一來(lái)，無(wú)論有多少請(qǐng)求到慢速操作，它都不會(huì)將HTTP thread占滿(mǎn)導(dǎo)致其他請(qǐng)求無(wú)法處理。

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