Spring MVC的異步模式DefferedResult


原文:http://www.importnew.com/21051.html

要知道什么是異步模式,就先要知道什么是同步模式,先看最典型的同步模式:

(圖1)

瀏覽器發起請求,Web服務器開一個線程處理,處理完把處理結果返回瀏覽器。好像沒什么好說的了,絕大多數Web服務器都如此般處理。現在想想如果處理的過程中需要調用后端的一個業務邏輯服務器,會是怎樣呢?

(圖2)

調就調吧,上圖所示,請求處理線程會在Call了之后等待Return,自身處於阻塞狀態。這也是絕大多數Web服務器的做法,一般來說這樣做也夠了,為啥?一來“長時間處理服務”調用通常不多,二來請求數其實也不多。要不是這樣的話,這種模式會出現什么問題呢?——會出現的問題就是請求處理線程的短缺!因為請求處理線程的總數是有限的,如果類似的請求多了,所有的處理線程處於阻塞的狀態,那新的請求也就無法處理了,也就所謂影響了服務器的吞吐能力。要更加好地發揮服務器的全部性能,就要使用異步,這也是標題上所說的“高性能的關鍵”。接下來我們來看看異步是怎么一回事:

(圖3)

最大的不同在於請求處理線程對后台處理的調用使用了“invoke”的方式,就是說調了之后直接返回,而不等待,這樣請求處理線程就“自由”了,它可以接着去處理別的請求,當后端處理完成后,會鈎起一個回調處理線程來處理調用的結果,這個回調處理線程跟請求處理線程也許都是線程池中的某個線程,相互間可以完全沒有關系,由這個回調處理線程向瀏覽器返回內容。這就是異步的過程。

帶來的改進是顯而易見的,請求處理線程不需要阻塞了,它的能力得到了更充分的使用,帶來了服務器吞吐能力的提升。

Spring MVC的使用——DefferedResult

要使用Spring MVC的異步功能,你得先確保你用的是Servlet 3.0或以上的版本,Maven中如此配置:

<dependency>
       <groupId>javax.servlet</groupId>
       <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
       <version> 3.1 . 0 </version>
       <scope>provided</scope>
     </dependency>
     <dependency>
       <groupId>org.springframework</groupId>
       <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
       <version> 4.2 . 3 .RELEASE</version>
     </dependency>
 

我這里使用的Servlet版本是3.1.0,Spring MVC版本是4.2.3,建議使用最新的版本。

由於Spring MVC的良好封裝,異步功能使用起來出奇的簡單。傳統的同步模式的Controller是返回ModelAndView,而異步模式則是返回DeferredResult<ModelAndView>

看這個例子:

@RequestMapping (value= "/asynctask" , method = RequestMethod.GET)
public DeferredResult<ModelAndView> asyncTask(){
     DeferredResult<ModelAndView> deferredResult = new DeferredResult<ModelAndView>();
     System.out.println( "/asynctask 調用!thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
     longTimeAsyncCallService.makeRemoteCallAndUnknownWhenFinish( new LongTermTaskCallback() {
         @Override
         public void callback(Object result) {
             System.out.println( "異步調用執行完成, thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
             ModelAndView mav = new ModelAndView( "remotecalltask" );
             mav.addObject( "result" , result);
             deferredResult.setResult(mav);
         }
     });
}
longTimeAsyncCallService是我寫的一個模擬長時間異步調用的服務類,調用之,立即返回,當它處理完成時候,就鈎起一個線程調用我們提供的回調函數,這跟“圖3”描述的一樣,它的代碼如下:
public interface LongTermTaskCallback {
     void callback(Object result);
}
 
public class LongTimeAsyncCallService {
     private final int CorePoolSize = 4 ;
     private final int NeedSeconds = 3 ;
     private Random random = new Random();
     private ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(CorePoolSize);
     public void makeRemoteCallAndUnknownWhenFinish(LongTermTaskCallback callback){
         System.out.println( "完成此任務需要 : " + NeedSeconds + " 秒" );
         scheduler.schedule( new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 callback.callback( "長時間異步調用完成." );
             }
         }, "這是處理結果:)" , TimeUnit.SECONDS);
     }
}

輸出的結果是:

/asynctask 調用!thread id is : 46
完成此任務需要 : 3 秒
異步調用執行完成, thread id is : 47

由此可見返回結果的線程和請求處理線程不是同一線程。

還有個叫WebAsyncTask

返回DefferedResult<ModelAndView>並非唯一做法,還可以返回WebAsyncTask來實現“異步”,但略有不同,不同之處在於返回WebAsyncTask的話是不需要我們主動去調用Callback的,看例子:

@RequestMapping (value= "/longtimetask" , method = RequestMethod.GET)
public WebAsyncTask longTimeTask(){
     System.out.println( "/longtimetask被調用 thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
     Callable<ModelAndView> callable = new Callable<ModelAndView>() {
         public ModelAndView call() throws Exception {
             Thread.sleep( 3000 ); //假設是一些長時間任務
             ModelAndView mav = new ModelAndView( "longtimetask" );
             mav.addObject( "result" , "執行成功" );
             System.out.println( "執行成功 thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
             return mav;
         }
     };
     return new WebAsyncTask(callable);
}

其核心是一個Callable<ModelAndView>,事實上,直接返回Callable<ModelAndView>都是可以的,但我們這里包裝了一層,以便做后面提到的“超時處理”。和前一個方案的差別在於這個Callable的call方法並不是我們直接調用的,而是在longTimeTask返回后,由Spring MVC用一個工作線程來調用,執行,打印出來的結果:

/longtimetask被調用 thread id is : 56
執行成功 thread id is : 57

可見確實由不同線程執行的,但這個WebAsyncTask可不太符合“圖3”所描述的技術規格,它僅僅是簡單地把請求處理線程的任務轉交給另一工作線程而已。

處理超時

如果“長時間處理任務”一直沒返回,那我們也不應該讓客戶端無限等下去啊,總歸要弄個“超時”出來。如圖:

(圖4)

其實“超時處理線程”和“回調處理線程”可能都是線程池中的某個線程,我為了清晰點把它們分開畫而已。增加這個超時處理在Spring MVC中非常簡單,先拿WebAsyncTask那段代碼來改一下:

@RequestMapping (value= "/longtimetask" , method = RequestMethod.GET)
public WebAsyncTask longTimeTask(){
     System.out.println( "/longtimetask被調用 thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
     Callable<ModelAndView> callable = new Callable<ModelAndView>() {
         public ModelAndView call() throws Exception {
             Thread.sleep( 3000 ); //假設是一些長時間任務
             ModelAndView mav = new ModelAndView( "longtimetask" );
             mav.addObject( "result" , "執行成功" );
             System.out.println( "執行成功 thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
             return mav;
         }
     };
 
     WebAsyncTask asyncTask = new WebAsyncTask( 2000 , callable);
     asyncTask.onTimeout(
             new Callable<ModelAndView>() {
                 public ModelAndView call() throws Exception {
                     ModelAndView mav = new ModelAndView( "longtimetask" );
                     mav.addObject( "result" , "執行超時" );
                     System.out.println( "執行超時 thread id is :" + Thread.currentThread().getId());
                     return mav;
                 }
             }
     );
     return new WebAsyncTask( 3000 , callable);
}

注意看紅色字體部分代碼,這就是前面提到的為什么Callable還要外包一層的緣故,給WebAsyncTask設置一個超時回調,即可實現超時處理,在這個例子中,正常處理需要3秒鍾,而超時設置為2秒,所以肯定會出現超時,執行打印log如下:

/longtimetask被調用 thread id is : 59
執行超時 thread id is :61
執行成功 thread id is : 80

嗯?明明超時了,怎么還會“執行成功”呢?超時歸超時,超時並不會打斷正常執行流程,但注意,出現超時后我們給客戶端返回了“超時”的結果,那接下來即便正常處理流程成功,客戶端也收不到正常處理成功所產生的結果了,這帶來的問題就是:客戶端看到了“超時”,實際上操作到底有沒有成功,客戶端並不知道,但通常這也不是什么大問題,因為用戶在瀏覽器上再刷新一下就好了。:D

好,再來看DefferedResult方式的超時處理:

@RequestMapping (value = "/asynctask" , method = RequestMethod.GET)
     public DeferredResult<ModelAndView> asyncTask() {
         DeferredResult<ModelAndView> deferredResult = new DeferredResult<ModelAndView>(2000L);
         System.out.println( "/asynctask 調用!thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
         longTimeAsyncCallService.makeRemoteCallAndUnknownWhenFinish( new LongTermTaskCallback() {
             @Override
             public void callback(Object result) {
                 System.out.println( "異步調用執行完成, thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
                 ModelAndView mav = new ModelAndView( "remotecalltask" );
                 mav.addObject( "result" , result);
                 deferredResult.setResult(mav);
             }
         });
 
         deferredResult.onTimeout( new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 System.out.println( "異步調用執行超時!thread id is : " + Thread.currentThread().getId());
                 ModelAndView mav = new ModelAndView( "remotecalltask" );
                 mav.addObject( "result" , "異步調用執行超時" );
                 deferredResult.setResult(mav);
             }
         });
 
         return deferredResult;
     }
 

非常類似,對吧,我把超時設置為2秒,而正常處理需要3秒,一定會超時,執行結果如下:

/asynctask 調用!thread id is : 48
完成此任務需要 : 3 秒
異步調用執行超時!thread id is : 51
異步調用執行完成, thread id is : 49

完全在我們預料之中。

異常處理

貌似沒什么差別,在Controller中的處理和之前同步模式的處理是一樣一樣的:

@ExceptionHandler (Exception. class )
     public ModelAndView handleAllException(Exception ex) {
         ModelAndView model = new ModelAndView( "error" );
         model.addObject( "result" , ex.getMessage());
         return model;
     }
 
還要再弄個全局的異常處理啥的,和過去的做法都一樣,在此不表了。


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