Java 模擬真正的并發(fā)請求詳情

更新時(shí)間：2021年09月15日 09:09:45 作者：等你歸去來

有時(shí)需要測試一下某個(gè)功能的并發(fā)性能，又不要想借助于其他工具，索性就自己的開發(fā)語言，來一個(gè)并發(fā)請求就最方便了。下文我們就來學(xué)習(xí)Java 如何模擬真正的并發(fā)請求

java中模擬并發(fā)請求，自然是很方便的，只要多開幾個(gè)線程，發(fā)起請求就好了。但是，這種請求，一般會存在啟動的先后順序了，算不得真正的同時(shí)并發(fā)！

怎么樣才能做到真正的同時(shí)并發(fā)呢？

是本文想說的點(diǎn)，java中提供了閉鎖 CountDownLatch, 剛好就用來做這種事就最合適了。

只需要：

開啟n個(gè)線程，加一個(gè)閉鎖，開啟所有線程；
待所有線程都準(zhǔn)備好后，按下開啟按鈕，就可以真正的發(fā)起并發(fā)請求了。

package com.test;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class LatchTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable taskTemp = new Runnable() {

　　　　　　　// 注意，此處是非線程安全的，留坑
            private int iCounter;

            @Override
            public void run() {
                for(int i = 0; i < 10; i++) {
                    // 發(fā)起請求
//                    HttpClientOp.doGet("https://www.baidu.com/");
                    iCounter++;
                    System.out.println(System.nanoTime() + " [" + Thread.currentThread().getName() + "] iCounter = " + iCounter);
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };

        LatchTest latchTest = new LatchTest();
        latchTest.startTaskAllInOnce(5, taskTemp);
    }

    public long startTaskAllInOnce(int threadNums, final Runnable task) throws InterruptedException {
        final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);
        final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(threadNums);
        for(int i = 0; i < threadNums; i++) {
            Thread t = new Thread() {
                public void run() {
                    try {
                        // 使線程在此等待，當(dāng)開始門打開時(shí)，一起涌入門中
                        startGate.await();
                        try {
                            task.run();
                        } finally {
                            // 將結(jié)束門減1，減到0時(shí)，就可以開啟結(jié)束門了
                            endGate.countDown();
                        }
                    } catch (InterruptedException ie) {
                        ie.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            t.start();
        }
        long startTime = System.nanoTime();
        System.out.println(startTime + " [" + Thread.currentThread() + "] All thread is ready, concurrent going...");
        // 因開啟門只需一個(gè)開關(guān)，所以立馬就開啟開始門
        startGate.countDown();
        // 等等結(jié)束門開啟
        endGate.await();
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println(endTime + " [" + Thread.currentThread() + "] All thread is completed.");
        return endTime - startTime;
    }
}

其執(zhí)行效果如下圖所示：

httpClientOp 工具類，可以使用成熟的工具包，也可以自己寫一個(gè)簡要的訪問方法，參考如下：

class HttpClientOp {
    public static String doGet(String httpurl) {
        HttpURLConnection connection = null;
        InputStream is = null;
        BufferedReader br = null;
        String result = null;// 返回結(jié)果字符串
        try {
            // 創(chuàng)建遠(yuǎn)程url連接對象
            URL url = new URL(httpurl);
            // 通過遠(yuǎn)程url連接對象打開一個(gè)連接，強(qiáng)轉(zhuǎn)成httpURLConnection類
            connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            // 設(shè)置連接方式：get
            connection.setRequestMethod("GET");
            // 設(shè)置連接主機(jī)服務(wù)器的超時(shí)時(shí)間：15000毫秒
            connection.setConnectTimeout(15000);
            // 設(shè)置讀取遠(yuǎn)程返回的數(shù)據(jù)時(shí)間：60000毫秒
            connection.setReadTimeout(60000);
            // 發(fā)送請求
            connection.connect();
            // 通過connection連接，獲取輸入流
            if (connection.getResponseCode() == 200) {
                is = connection.getInputStream();
                // 封裝輸入流is，并指定字符集
                br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
                // 存放數(shù)據(jù)
                StringBuffer sbf = new StringBuffer();
                String temp = null;
                while ((temp = br.readLine()) != null) {
                    sbf.append(temp);
                    sbf.append("\r\n");
                }
                result = sbf.toString();
            }
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 關(guān)閉資源
            if (null != br) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (null != is) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            connection.disconnect();// 關(guān)閉遠(yuǎn)程連接
        }

        return result;
    }

    public static String doPost(String httpUrl, String param) {

        HttpURLConnection connection = null;
        InputStream is = null;
        OutputStream os = null;
        BufferedReader br = null;
        String result = null;
        try {
            URL url = new URL(httpUrl);
            // 通過遠(yuǎn)程url連接對象打開連接
            connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            // 設(shè)置連接請求方式
            connection.setRequestMethod("POST");
            // 設(shè)置連接主機(jī)服務(wù)器超時(shí)時(shí)間：15000毫秒
            connection.setConnectTimeout(15000);
            // 設(shè)置讀取主機(jī)服務(wù)器返回?cái)?shù)據(jù)超時(shí)時(shí)間：60000毫秒
            connection.setReadTimeout(60000);

            // 默認(rèn)值為：false，當(dāng)向遠(yuǎn)程服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)/寫數(shù)據(jù)時(shí)，需要設(shè)置為true
            connection.setDoOutput(true);
            // 默認(rèn)值為：true，當(dāng)前向遠(yuǎn)程服務(wù)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)置為true，該參數(shù)可有可無
            connection.setDoInput(true);
            // 設(shè)置傳入?yún)?shù)的格式:請求參數(shù)應(yīng)該是 name1=value1&name2=value2 的形式。
            connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
            // 設(shè)置鑒權(quán)信息：Authorization: Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0
            connection.setRequestProperty("Authorization", "Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0");
            // 通過連接對象獲取一個(gè)輸出流
            os = connection.getOutputStream();
            // 通過輸出流對象將參數(shù)寫出去/傳輸出去,它是通過字節(jié)數(shù)組寫出的
            os.write(param.getBytes());
            // 通過連接對象獲取一個(gè)輸入流，向遠(yuǎn)程讀取
            if (connection.getResponseCode() == 200) {

                is = connection.getInputStream();
                // 對輸入流對象進(jìn)行包裝:charset根據(jù)工作項(xiàng)目組的要求來設(shè)置
                br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));

                StringBuffer sbf = new StringBuffer();
                String temp = null;
                // 循環(huán)遍歷一行一行讀取數(shù)據(jù)
                while ((temp = br.readLine()) != null) {
                    sbf.append(temp);
                    sbf.append("\r\n");
                }
                result = sbf.toString();
            }
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 關(guān)閉資源
            if (null != br) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (null != os) {
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (null != is) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // 斷開與遠(yuǎn)程地址url的連接
            connection.disconnect();
        }
        return result;
    }
}

如上，就可以發(fā)起真正的并發(fā)請求了。

并發(fā)請求操作流程示意圖如下：

此處設(shè)置了一道門，以保證所有線程可以同時(shí)生效。但是，此處的同時(shí)啟動，也只是語言層面的東西，也并非絕對的同時(shí)并發(fā)。具體的調(diào)用還要依賴于CPU個(gè)數(shù)，線程數(shù)及操作系統(tǒng)的線程調(diào)度功能等，不過咱們也無需糾結(jié)于這些了，重點(diǎn)在于理解原理！

與 CountDownLatch 有類似功能的，還有個(gè)工具柵欄 CyclicBarrier, 也是提供一個(gè)等待所有線程到達(dá)某一點(diǎn)后，再一起開始某個(gè)動作，效果一致，不過柵欄的目的確實(shí)比較純粹，就是等待所有線程到達(dá)，而前面說的閉鎖 CountDownLatch 雖然實(shí)現(xiàn)的也是所有線程到達(dá)后再開始，但是他的觸發(fā)點(diǎn)其實(shí)是最后那一個(gè)開關(guān)，所以側(cè)重點(diǎn)是不一樣的。

簡單看一下柵欄是如何實(shí)現(xiàn)真正同時(shí)并發(fā)呢？示例如下：

// 與 閉鎖 結(jié)構(gòu)一致
public class LatchTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Runnable taskTemp = new Runnable() {

            private int iCounter;

            @Override
            public void run() {
                // 發(fā)起請求
//              HttpClientOp.doGet("https://www.baidu.com/");
                iCounter++;
                System.out.println(System.nanoTime() + " [" + Thread.currentThread().getName() + "] iCounter = " + iCounter);
            }
        };

        LatchTest latchTest = new LatchTest();
//        latchTest.startTaskAllInOnce(5, taskTemp);
        latchTest.startNThreadsByBarrier(5, taskTemp);
    }

    public void startNThreadsByBarrier(int threadNums, Runnable finishTask) throws InterruptedException {
        // 設(shè)置柵欄解除時(shí)的動作，比如初始化某些值
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNums, finishTask);
        // 啟動 n 個(gè)線程，與柵欄閥值一致，即當(dāng)線程準(zhǔn)備數(shù)達(dá)到要求時(shí)，柵欄剛好開啟，從而達(dá)到統(tǒng)一控制效果
        for (int i = 0; i < threadNums; i++) {
            Thread.sleep(100);
            new Thread(new CounterTask(barrier)).start();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " out over...");
    }
}


class CounterTask implements Runnable {

    // 傳入柵欄，一般考慮更優(yōu)雅方式
    private CyclicBarrier barrier;

    public CounterTask(final CyclicBarrier barrier) {
        this.barrier = barrier;
    }

    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + System.currentTimeMillis() + " is ready...");
        try {
            // 設(shè)置柵欄，使在此等待，到達(dá)位置的線程達(dá)到要求即可開啟大門
            barrier.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + System.currentTimeMillis() + " started...");
    }
}

其運(yùn)行結(jié)果如下圖：