DevNotes - 7 种方式提升 SpringBoot 项目的吞吐量 - 《Java 笔记》

一、异步执行
三、使用@ComponentScan()定位扫包比@SpringBootApplication扫包更快
四、默认tomcat容器改为Undertow（Jboss下的服务器，Tomcat吞吐量5000，Undertow吞吐量8000）
五、使用 BufferedWriter 进行缓冲
六、Deferred方式实现异步调用
七、异步调用可以使用AsyncHandlerInterceptor进行拦截

Java SpringBoot

一、异步执行

实现方式二种：

使用异步注解@aysnc、启动类：添加@EnableAsync注解

JDK 8本身有一个非常好用的Future类——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();
     //模拟长时间的计算过程
     Thread.sleep(1000);
     //告知完成结果
     future.complete(60);
 }
}

在该示例中，启动一个线程，此时AskThread对象还没有拿到它需要的数据，执行到 myRe = re.get() * re.get()会阻塞。用休眠1秒来模拟一个长时间的计算过程，并将计算结果告诉future执行结果，AskThread线程将会继续执行。

public class Calc {
 public static Integer calc(Integer para) {
     try {
         //模拟一个长时间的执行
         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方法构造一个CompletableFuture实例，在supplyAsync()方法中，它会在一个新线程中，执行传入的参数。在这里它会执行calc()方法，这个方法可能是比较慢的，但这并不影响CompletableFuture实例的构造速度，supplyAsync()会立即返回。而返回的CompletableFuture实例就可以作为这次调用的契约，在将来任何场合，用于获得最终的计算结果。
supplyAsync用于提供返回值的情况，CompletableFuture还有一个不需要返回值的异步调用方法runAsync(Runnable runnable)，一般在优化Controller时，使用这个方法比较多。这两个方法如果在不指定线程池的情况下，都是在ForkJoinPool，.common线程池中执行，而这个线程池中的所有线程都是Daemon（守护）线程，所以，当主线程结束时，这些线程无论执行完毕都会退出系统。
核心代码：

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

异步调用使用Callable来实现

@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();  
 }  
 /** 
  * 异步调用restful 
  * 当controller返回值是Callable的时候，springmvc就会启动一个线程将Callable交给TaskExecutor去处理 
  * 然后DispatcherServlet还有所有的spring拦截器都退出主线程，然后把response保持打开的状态 
  * 当Callable执行结束之后，springmvc就会重新启动分配一个request请求，然后DispatcherServlet就重新 
  * 调用和处理Callable异步执行的返回结果， 然后返回视图 
  *  
  * @return 
  */  
 @GetMapping("/hello")  
 public Callable<String> helloController() {  
     logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 进入helloController方法");  
     Callable<String> callable = new Callable<String>() {  
         @Override  
         public String call() throws Exception {  
             logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 进入call方法");  
             String say = hello.sayHello();  
             logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 从helloService方法返回");  
             return say;  
         }  
     };  
     logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 从helloController方法返回");  
     return callable;  
 }  
}

异步调用的方式 WebAsyncTask ```java @RestController
public class HelloController {

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

@Autowired
private HelloService hello;

/**

带超时时间的异步请求通过WebAsyncTask自定义客户端超时间

@return */
@GetMapping(“/world”)
public WebAsyncTask worldController() {
logger.info(Thread.currentThread().getName() + “ 进入helloController方法”);

// 3s钟没返回，则认为超时
WebAsyncTask webAsyncTask = new WebAsyncTask<>(3000, new Callable() {

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

});
logger.info(Thread.currentThread().getName() + “ 从helloController方法返回”);

webAsyncTask.onCompletion(new Runnable() {

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

});

webAsyncTask.onTimeout(new Callable() {

  @Override  
  public String call() throws Exception {  
      logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");  
      // 超时的时候，直接抛异常，让外层统一处理超时异常  
      throw new TimeoutException("调用超时");  
  }

});
return webAsyncTask;
}

/**

异步调用，异常处理，详细的处理流程见MyExceptionHandler类
@return */
@GetMapping(“/exception”)
public WebAsyncTask exceptionController() {
logger.info(Thread.currentThread().getName() + “ 进入helloController方法”);
Callable callable = new Callable() {
```
  @Override  
  public String call() throws Exception {  
      logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 进入call方法");  
      throw new TimeoutException("调用超时!");  
  }  
```
};
logger.info(Thread.currentThread().getName() + “ 从helloController方法返回”);
return new WebAsyncTask<>(20000, callable);
}

}

<a name="yWTeW"></a>
### 二、增加内嵌Tomcat的最大连接数
```java
@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();
            //设置最大连接数               
            protocol.setMaxConnections(20000);
            //设置最大线程数               
            protocol.setMaxThreads(2000);
            protocol.setConnectionTimeout(30000);
        }
    }
}

三、使用`@ComponentScan()`定位扫包比`@SpringBootApplication`扫包更快

四、默认tomcat容器改为Undertow（Jboss下的服务器，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>

改为:

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

五、使用 BufferedWriter 进行缓冲

六、Deferred方式实现异步调用

@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() + "进入executeSlowTask方法");
        DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<>();
        // 调用长时间执行任务
        taskService.execute(deferredResult);
        // 当长时间任务中使用deferred.setResult("world");这个方法时，会从长时间任务中返回，继续controller里面的流程
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + "从executeSlowTask方法返回");
        // 超时的回调方法
        deferredResult.onTimeout(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");
                // 返回超时信息
                deferredResult.setErrorResult("time out!");
            }
        });
        // 处理完成的回调方法，无论是超时还是处理成功，都会进入这个回调方法
        deferredResult.onCompletion(new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onCompletion");
            }
        });
        return deferredResult;
    }
}

七、异步调用可以使用`AsyncHandlerInterceptor`进行拦截

@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()+ "服务调用完成，返回结果给客户端");
    }
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex)
        throws Exception {
        if(null != ex){
            System.out.println("发生异常:"+ex.getMessage());
        }
    }
    @Override
    public void afterConcurrentHandlingStarted(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
        throws Exception {
        // 拦截之后，重新写回数据，将原来的hello world换成如下字符串
        String resp = "my name is chhliu!";
        response.setContentLength(resp.length());
        response.getOutputStream().write(resp.getBytes());
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 进入afterConcurrentHandlingStarted方法");
    }
}

7 种方式提升 SpringBoot 项目的吞吐量