Java如何解决异步调用接口超时堵塞问题异步调用接口获取结果

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数据探索先锋 2023-11-14 10:15:49

文章标签 java spring boot deferred deferredResult callable 文章分类 Java 后端开发

文章目录

前言
一、异步请求处理的使用场景
二、Callable

1.先定义一个ThreadPoolExecutor
2.定义通用返回实体
3.编写测试的Restful接口

二、DeferredResult

1.定义一个通用处理DeferredResult的工具类
2.编写测试的Restful接口

总结

前言

Callable和DeferredResult可以用来进行异步请求处理。利用它们，我们可以异步生成返回值，在具体处理的过程中，我们直接在controller中返回相应的Callable或者DeferredResult，在这之后，servlet线程将被释放，可用于其他连接；DeferredResult另外会有线程来进行结果处理，并setResult。

一、异步请求处理的使用场景

API接口需要在指定时间内将异步操作的结果同步返回给前端时；
Controller处理耗时任务，并且需要耗时任务的返回结果时；
当一个请求到达API接口，如果该API接口的return返回值是DeferredResult，在没有超时或者DeferredResult对象设置setResult时，接口不会返回，但是Servlet容器线程会结束，DeferredResult另起线程来进行结果处理(即这种操作提升了服务短时间的吞吐能力)，并setResult，如此以来这个请求不会占用服务连接池太久，如果超时或设置setResult，接口会立即返回。

使用异步请求处理给人一种异步处理业务，但是却同步返回的感觉。

二、Callable

涉及到较长时间的请求处理的话，比较好的方式是用异步调用，比如利用Callable返回结果。异步主要表现在，接收请求的servlet可以不用持续等待结果产生，而可以被释放去处理其他事情。当然，在调用者来看的话，其实还是表现在持续等待。这有利于服务端提供更大的并发处理量。

下面我们编写一个demo来测试，让这个请求等待三秒再返回

1.先定义一个ThreadPoolExecutor

package com.iscas.biz.config;

import com.iscas.biz.config.log.AccessLogInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.*;

/**
 *
 * @author zhuquanwen
 * @vesion 1.0
 * @date 2020/8/28 21:02
 * @since jdk1.8
 */
@Configuration
public class WebMvcConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Autowired
    @Qualifier("asyncExecutor")
    private ThreadPoolTaskExecutor asyncExecutor;

	......

    @Override
    public void configureAsyncSupport(AsyncSupportConfigurer configurer) {
        configurer.setTaskExecutor(asyncExecutor);
    }
}

2.定义通用返回实体

package com.iscas.templet.common;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.ToString;
import lombok.experimental.Accessors;

import java.io.Serializable;

/**
 * @Author: zhuquanwen
 * @Description:
 * @Date: 2017/12/25 16:41
 * @Modified:
 **/
@Data
@ToString(callSuper = true)
@Accessors(chain = true)
@AllArgsConstructor
public class ResponseEntity<T> implements Serializable {

    /**
     * http状态码
     */
    protected Integer status = 200;
    /**
     * 给予用户提示的信息
     */
    protected String message;

    /**
     * 出现错误的详细描述(调试)
     */
    protected String desc;

    /**
     * 异常堆栈信息
     * */
    protected String stackTrace;

    /**
     * 返回值
     */
    protected T value;

    /**
     * 访问URL
     */
    protected String requestURL;

    /**
     * 当前接口访问耗时
     * */
    protected long tookInMillis;

    /**
     * 过时的参数，未来会删除
     * */
    @Deprecated
    protected int total;

    public ResponseEntity(Integer status, String message) {
        super();
        this.status = status;
        this.message = message;
    }

    public ResponseEntity() {
        super();
        this.message = "操作成功";
    }

    public ResponseEntity(String message){
        super();
        this.message = message;
    }


}

package com.iscas.templet.common;

/**
 * Controller基础控制类
 *
 * @author zhuquanwen
 * @vesion 1.0
 * @date 2018/7/16
 * @since jdk1.8
 */
public class BaseController {
    /**
     * 获取返回模板
     * @version 1.0
     * @since jdk1.8
     * @date 2018/7/16
     * @return com.iscas.templet.common.ResponseEntity
     */
    public ResponseEntity getResponse() {
        return new ResponseEntity();
    }

    /**
     * 获取返回模板
     * @version 1.0
     * @since jdk1.8
     * @date 2018/7/16
     * @param tClass 返回的泛型Class
     * @return com.iscas.templet.common.ResponseEntity
     */
    public <T> ResponseEntity<T> getResponse(Class<T> tClass) {
        return new ResponseEntity<T>();
    }

}

3.编写测试的Restful接口

package com.iscas.biz.test.async;

import com.iscas.templet.common.BaseController;
import com.iscas.templet.common.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 返回Callable 异步返回数据
 *
 * @author zhuquanwen
 * @vesion 1.0
 * @date 2021/9/9 20:41
 * @since jdk1.8
 */
@RestController
@RequestMapping("/callable/test")
public class CallableResultControllerTest extends BaseController {

    @GetMapping
    public Callable<ResponseEntity> callable() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return () -> new ResponseEntity<>().setValue("This is callale test");
    }
}

访问此URL，发现浏览器等待3秒后返回了

Java如何解决异步调用接口超时堵塞问题异步调用接口获取结果_deferredResult

但controller的执行时间200ms,也就是说请求在其他线程执行的

Java如何解决异步调用接口超时堵塞问题异步调用接口获取结果_deferred_02

二、DeferredResult

使用DeferredResult的流程：

浏览器发起异步请求
请求到达服务端被挂起
向浏览器进行响应，分为两种情况：
(1)调用DeferredResult.setResult()，请求被唤醒，返回结果
(2)超时，返回一个你设定的结果
浏览得到响应，处理此次响应结果

下面我们设定一个场景通过DerfferredResult来实现：
浏览器向web服务发起请求，该请求需要等到RocketMq给web服务推送数据，如果推送了数据，才会向浏览器返回数据；
如果10秒内RocketMQ未给web服务推送数据，则返回超时。

1.定义一个通用处理DeferredResult的工具类

package com.iscas.base.biz.service.common;

import com.iscas.common.tools.core.string.StringRaiseUtils;
import com.iscas.templet.common.ResponseEntity;
import com.iscas.templet.exception.BaseRuntimeException;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.context.request.async.DeferredResult;

import java.util.Map;
import java.util.Optional;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.function.Consumer;

/**
 * 处理DeferredResult
 *
 * @author zhuquanwen
 * @vesion 1.0
 * @date 2021/9/9 21:29
 * @since jdk1.8
 */
@Service
public class DeferredResultService {
    private Map<String, Consumer<ResponseEntity>> deferredResultMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 将请求标记与DeffredResult#setResult映射
     */
    public void process(String requestMark, DeferredResult<ResponseEntity> deferredResult) {
        //判断此requestMark对应的任务是否存在
        Optional.ofNullable(deferredResultMap)
                .filter(t -> !t.containsKey(requestMark))
                .orElseThrow(() -> new BaseRuntimeException(StringRaiseUtils.format("requestMark：{}对应的任务已存在", requestMark)));

        // 请求超时的回调函数
        deferredResult.onTimeout(() -> {
            //从等待处理的请求Map中移除
            deferredResultMap.remove(requestMark);
            deferredResult.setResult(new ResponseEntity().setStatus(HttpStatus.REQUEST_TIMEOUT.value()).setMessage("请求超时"));
        });

        //将setResult的消费者存入map
        deferredResultMap.putIfAbsent(requestMark, deferredResult::setResult);
    }


    /**
     * 设置处理结果
     */
    public void setResult(String requestMark, ResponseEntity responseEntity) {
        //如果deferredResultMap中存在这个requestMark，移除得到DeffredResult 并调用其setResult方法
        Optional.ofNullable(deferredResultMap.remove(requestMark))
                .ifPresent(c -> c.accept(responseEntity));
    }
}

2.编写测试的Restful接口

package com.iscas.biz.test.async;

import com.iscas.base.biz.service.common.DeferredResultService;
import com.iscas.templet.common.BaseController;
import com.iscas.templet.common.ResponseEntity;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.context.request.async.DeferredResult;

/**
 * 测试DeferredResult
 *
 * @author zhuquanwen
 * @vesion 1.0
 * @date 2021/9/9 21:02
 * @since jdk1.8
 */
@RestController
@RequestMapping("/deferred/result/test")
public class DeferredResultControllerTest extends BaseController {
    @Autowired
    private DeferredResultService deferredResultService;


    /**
     * 模拟一个请求，携带requestMark，并等待RocketMQ的结果
     * */
    @GetMapping("/{requestMark}")
    public DeferredResult<ResponseEntity> request1(@PathVariable String requestMark) {
        DeferredResult<ResponseEntity> deferredResult = new DeferredResult<>(10000L);
        deferredResultService.process(requestMark, deferredResult);
        //直接返回了，这时这个线程释放了，等待rocketmq推送结果，再返回数据给前端
        return deferredResult;
    }

    /**
     * 模拟rocketmq 推送数据
     * */
    @GetMapping("/push/{requestMark}")
    public ResponseEntity push(@PathVariable String requestMark) {
        deferredResultService.setResult(requestMark, new ResponseEntity().setMessage("假设这是rocketmq推送的数据"));
        return getResponse();
    }

}

在发送了/deferred/result/test/222请求，过了10秒超时后(模拟10s内rocketmq未返回数据)：

Java如何解决异步调用接口超时堵塞问题异步调用接口获取结果_deferredResult_03

在发送了/deferred/result/test/222请求，10秒内发送了/deferred/result/test/push/222请求(模拟10s内rocketmq返回了数据)：

Java如何解决异步调用接口超时堵塞问题异步调用接口获取结果_callable_04

总结

和Callable一样，DeferredResult也是为了支持异步调用。两者的主要差异，DeferredResult需要自己来处理结果setResult，而Callable自动调额外的线程池做处理。总体来说，Callable的话更为简单，同样的也是因为简单，灵活性不够；相对地，DeferredResult更为复杂一些，但是又极大的灵活性。在可以用Callable的时候，直接用Callable；而遇到Callable没法解决的场景的时候，需要使用DeferredResult。

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