7种方式，教你提升 Spring Boot 项目的吞吐量

迷南。 2023-09-25 20:46 123阅读 0赞

一、异步执行

实现方式二种：

1.  使用异步注解`@aysnc`、启动类：添加`@EnableAsync`注解
2.  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。我们用休眠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。如果您正在学习Spring Boot，那么推荐一个连载多年还在继续更新的免费教程：http://blog.didispace.com/spring-boot-learning-2x/

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)`,一般我们在优化`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

@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<String> worldController() {  
            logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 进入helloController方法");  
      
            // 3s钟没返回，则认为超时  
            WebAsyncTask<String> webAsyncTask = new WebAsyncTask<>(3000, 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");  
      
            webAsyncTask.onCompletion(new Runnable() {  
      
                @Override  
                public void run() {  
                    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 执行完毕");  
                }  
            });  
      
            webAsyncTask.onTimeout(new Callable<String>() {  
      
                @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<String> exceptionController() {  
            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");  
                    throw new TimeoutException("调用超时!");  
                }  
            };  
            logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 从helloController方法返回");  
            return new WebAsyncTask<>(20000, callable);  
        }  
      
    }

二、增加内嵌Tomcat的最大连接数

@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");
     }
     
    }