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Java Servlet3.0异步处理问题

时间:2021-02-28 11:20     来源/作者:segmentfault

通过本篇文章主要给大家讲解了在JAVA开发中Servlet3.0异步处理遇到的问题以及处理办法,以下是具体内容:

Servlet 3.0 开始提供了AsyncContext用来支持异步处理请求,那么异步处理请求到底能够带来哪些好处?

Web容器一般来说处理请求的方式是:为每个request分配一个thread。我们都知道thread的创建不是没有代价的,Web容器的thread pool都是有上限的。
那么一个很容易预见的问题就是,在高负载情况下,thread pool都被占着了,那么后续的request就只能等待,如果运气不好客户端会报等待超时的错误。
在AsyncContext出现之前,解决这个问题的唯一办法就是扩充Web容器的thread pool。

但是这样依然有一个问题,考虑以下场景:

有一个web容器,线程池大小200。有一个web app,它有两个servlet,Servlet-A处理单个请求的时间是10s,Servlet-B处理单个请求的时间是1s。
现在遇到了高负载,有超过200个request到Servlet-A,如果这个时候请求Servlet-B就会等待,因为所有HTTP thread都已经被Servlet-A占用了。
这个时候工程师发现了问题,扩展了线程池大小到400,但是负载依然持续走高,现在有400个request到Servlet-A,Servlet-B依然无法响应。

看到问题了没有,因为HTTP thread和Worker thread耦合在了一起,所以导致了当大量request到一个耗时操作时,就会将HTTP thread占满,导致整个Web容器就会无法响应。

但是如果使用AsyncContext,我们就可以将耗时的操作交给另一个thread去做,这样HTTP thread就被释放出来了,可以去处理其他请求了。

注意,只有使用AsyncContext才能够达到上面所讲的效果,如果直接new Thread()或者类似的方式的,HTTP thread并不会归还到容器。

下面是一个官方的例子:

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@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

在这个官方例子里,每个HTTP thread都会开启另一个Worker thread来处理请求,然后把HTTP thread就归还给Web容器。但是看AsyncContext.start()方法的javadoc:

?
1
Causes the container to dispatch a thread, possibly from a managed thread pool, to run the specified Runnable.

实际上这里并没有规定Worker thread到底从哪里来,也许是HTTP thread pool之外的另一个thread pool?还是说就是HTTP thread pool?

The Limited Usefulness of AsyncContext.start()文章里写道:不同的Web容器对此有不同的实现,不过Tomcat实际上是利用HTTP thread pool来处理AsyncContext.start()的。

这也就是说,我们原本是想释放HTTP thread的,但实际上并没有,因为有HTTP thread依然被用作Worker thread,只不过这个thread和接收请求的HTTP thread不是同一个而已。

这个结论我们也可以通过AsyncServlet1和SyncServlet的Jmeter benchmark看出来,两者的throughput结果差不多。启动方法:启动Main,然后利用Jmeter启动benchmark.jmx(Tomcat默认配置下HTTP thread pool=200)。

使用ExecutorService

前面看到了Tomcat并没有单独维护Worker thread pool,那么我们就得自己想办法搞一个,见AsyncServlet2,它使用了一个带Thread pool的ExecutorService来处理AsyncContext。

其他方式

所以对于AsyncContext的使用并没有固定的方式,你可以根据实际需要去采用不同的方式来处理,为此你需要一点Java concurrent programming的知识。

对于性能的误解

AsyncContext的目的并不是为了提高性能,也并不直接提供性能提升,它提供了把HTTP thread和Worker thread解藕的机制,从而提高Web容器的响应能力。

不过AsyncContext在某些时候的确能够提高性能,但这个取决于你的代码是怎么写的。
比如:Web容器的HTTP thread pool数量200,某个Servlet使用一个300的Worker thread pool来处理AsyncContext。
相比Sync方式Worker thread pool=HTTP thread pool=200,在这种情况下我们有了300的Worker thread pool,所以肯定能够带来一些性能上的提升(毕竟干活的人多了)。

相反,如果当Worker thread的数量<=HTTP thread数量的时候,那么就不会得到性能提升,因为此时处理请求的瓶颈在Worker thread。
你可以修改AsyncServlet2的线程池大小,把它和SyncServlet比较benchmark结果来验证这一结论。

一定不要认为Worker thread pool必须比HTTP thread pool大,理由如下:

两者职责不同,一个是Web容器用来接收外来请求一个是处理业务逻辑

thread的创建是有代价的,如果HTTP thread pool已经很大了再搞一个更大的Worker thread pool反而会造成过多的Context switch和内存开销

AsyncContext的目的是将HTTP thread释放出来,避免被操作长期占用进而导致Web容器无法响应

所以在更多时候,Worker thread pool不会很大,而且会根据不同业务构建不同的Worker thread pool。

比如:Web容器thread pool大小200,一个慢速Servlet的Worker thread pool大小10,这样一来,无论有多少请求到慢速操作,它都不会将HTTP thread占满导致其他请求无法处理。

原文链接:https://segmentfault.com/a/1190000012318350

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