SpringBoot首筆交易慢問題排查與優(yōu)化方案

更新時間：2025年04月07日 15:19:13 作者：MrWho

在我們的微服務項目中,遇到這樣的問題：應用啟動后,第一筆交易響應耗時高達4、5秒,而后續(xù)請求均能在毫秒級完成,這不僅觸發(fā)監(jiān)控告警,也極大影響了用戶體驗,本文將結(jié)合日志排查、性能工具分析以及預熱優(yōu)化手段,總結(jié)出一套完整的排查思路和解決方案

問題背景

在我們的微服務系統(tǒng)中，首筆交易響應明顯偏慢，經(jīng)過初步排查發(fā)現(xiàn)：

Flowable 流程部署、Redis 連接建立、PageHelper 代理生成和 Hibernate Validator 校驗等操作均集中在首筆交易時進行；
后續(xù)交易響應迅速，說明業(yè)務邏輯本身并無性能瓶頸，而主要問題出在各類資源的首次初始化上。

這種“懶加載”機制雖然能夠延遲資源加載，但在首筆交易時往往會導致嚴重延時，影響整體體驗。實際項目中需平衡啟動速度與首次響應效率，主動預熱關(guān)鍵組件。

排查步驟

1. 日志分析

首先，將日志級別調(diào)為 DEBUG，詳細觀察首筆交易與后續(xù)交易之間的差異。
在 Flowable 工作流啟動時，日志中會出現(xiàn)如下部署信息：

2025-03-31-15:24:25:326 [thread1] DEBUG o.f.e.i.bpmn.deployer.BpmnDeployer.deploy.72 -- Processing deployment SpringBootAutoDeployment
2025-03-31-15:24:25:340 [thread1] DEBUG o.f.e.i.b.d.ParsedDeploymentBuilder.build.54 -- Processing BPMN resource E:\gitProjects\flowableProject\target\classes\processes\eib.bpmn20.xml

同樣，Redis 連接在首次調(diào)用時會看到大量lettuce包日志，如：

2025-03-31-15:24:23:587 [XNIO-1 task-1] DEBUG io.lettuce.core.RedisClient.initializeChannelAsync0.304 -- Connecting to Redis at 10.240.75.250:7379

這些信息表明，在首次調(diào)用時，系統(tǒng)才開始部署流程、建立 Redis 連接以及加載其它第三方組件，從而導致延遲。

2. 性能工具定位

由于單純依賴日志排查比較繁瑣，我們還使用了 Java VisualVM（JDK 自帶工具，也可選擇其它工具）進行采樣分析。
在 VisualVM 中選擇目標進程后通過 CPU 取樣，示意圖如下（也可配置JMX遠程連接）。

觀察結(jié)果如下：

發(fā)現(xiàn)首筆交易相比后續(xù)交易多出以下方法的調(diào)用（省略的部分二方包慢代碼）:

com.github.pagehelper.dialect.auto.DataSourceAutoDialect.<init>
org.hibernate.validator.internal.engine.ValidatorImpl.validate()

這些方法的初始化也成為首筆交易慢的原因之一。

優(yōu)化方案：提前預熱各種資源

針對上述問題，我們的優(yōu)化思路很簡單：提前初始化各項資源，確保首筆交易時不再觸發(fā)大量懶加載。為此，我們將所有預熱操作改寫成基于 ApplicationRunner 的實現(xiàn)，保證在 Spring Boot 啟動后就自動執(zhí)行。

1. Flowable 流程部署預熱

在應用啟動時，通過掃描 BPMN 文件提前部署流程，避免在交易中首次部署導致延遲。

import org.flowable.engine.RepositoryService;
import org.flowable.engine.repository.DeploymentBuilder;
import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.core.io.support.PathMatchingResourcePatternResolver;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class ProcessDeploymentRunner implements ApplicationRunner {

    private final RepositoryService repositoryService;

    public ProcessDeploymentRunner(RepositoryService repositoryService) {
        this.repositoryService = repositoryService;
    }

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
        // 掃描 processes 目錄下的所有 BPMN 文件
        PathMatchingResourcePatternResolver resolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
        Resource[] resources = resolver.getResources("classpath:/processes/*.bpmn20.xml");

        if (resources.length == 0) {
            System.out.println("未在 processes 目錄下找到 BPMN 文件");
            return;
        }

        DeploymentBuilder deploymentBuilder = repositoryService.createDeployment()
                .name("自動部署流程");

        for (Resource resource : resources) {
            deploymentBuilder.addInputStream(resource.getFilename(), resource.getInputStream());
        }

        deploymentBuilder.deploy();
        System.out.println("流程定義已部署，數(shù)量：" + resources.length);
    }
}

2. Redis 連接預熱

利用 ApplicationRunner 發(fā)送一次 PING 請求，提前建立 Redis 連接，避免首筆交易時因連接建立而耗時。

import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class RedisWarmupRunner implements ApplicationRunner {

    private final StringRedisTemplate redisTemplate;

    public RedisWarmupRunner(StringRedisTemplate redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        try {
            String pingResult = redisTemplate.getConnectionFactory().getConnection().ping();
            System.out.println("? Redis connection pre-warmed successfully: " + pingResult);
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("? Redis warm-up failed: " + e.getMessage());
        }
    }
}

3. PageHelper 預熱

通過執(zhí)行一條簡單的查詢語句，觸發(fā) PageHelper 及相關(guān) MyBatis Mapper 的初始化。

import com.baomidou.mybatisplus.extension.toolkit.SqlRunner;
import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class PageHelperWarmupRunner implements ApplicationRunner {

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        try {
            boolean result = SqlRunner.db().selectObjs("SELECT 1").size() > 0;
            System.out.println("? PageHelper & SqlRunner pre-warm completed, result: " + result);
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("? PageHelper pre-warm failed: " + e.getMessage());
        }
    }
}

（請確保配置文件中已開啟 SQL Runner 功能：
mybatis-plus.global-config.enable-sql-runner=true）

4. Hibernate Validator 預熱

通過一次 dummy 校驗操作，提前加載 Hibernate Validator 相關(guān)類和反射邏輯

import jakarta.validation.Validation;
import jakarta.validation.Validator;
import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class ValidatorWarmupRunner implements ApplicationRunner {

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        try {
            Validator validator = Validation.buildDefaultValidatorFactory().getValidator();
            DummyEntity dummy = new DummyEntity();
            validator.validate(dummy);
            System.out.println("? Hibernate Validator pre-warm completed!");
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("? Hibernate Validator pre-warm failed: " + e.getMessage());
        }
    }

    private static class DummyEntity {
        @jakarta.validation.constraints.NotNull
        private String name;
    }
}

5. Undertow 預熱（可選）

如果使用 Undertow 作為內(nèi)嵌服務器，也可以通過主動發(fā)送 HTTP 請求預熱相關(guān)資源。此外，在配置文件中開啟過濾器提前初始化也有助于降低延遲。

在 application.yml 中設(shè)置：

server:
  undertow:
    eager-init-filters: true

再通過下面的代碼發(fā)送一次預熱請求：

import org.springframework.boot.ApplicationArguments;
import org.springframework.boot.ApplicationRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Component
public class UndertowWarmupRunner implements ApplicationRunner {

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        try {
            RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
            String response = restTemplate.getForObject("http://localhost:8080/health", String.class);
            System.out.println("? Undertow pre-warm completed, response: " + response);
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("? Undertow pre-warm failed: " + e.getMessage());
        }
    }
}

總結(jié)

通過上述方案，我們將 Flowable 流程部署、Redis 連接、PageHelper 初始化、Hibernate Validator 校驗和 Undertow 相關(guān)組件的預熱操作全部遷移到 ApplicationRunner 中，在應用啟動后就自動執(zhí)行。這樣，首筆交易時不再需要進行大量初始化工作，各項資源已預先加載，確保后續(xù)請求能達到毫秒級響應，大大提升了用戶體驗并避免了無效的監(jiān)控告警。

以上就是SpringBoot首筆交易慢問題排查與優(yōu)化方案的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于SpringBoot首筆交易慢問題的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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