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有效提升 Spring Boot 效能的 7 種最佳化方案

  • 爱糖宝
  • 2024-06-03
  • 2101
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Spring Boot專案啟動慢,介面請求時間長怎麼辦?嘗試下面幾種最佳化方案:

1. 非同步執行

實現方式二種:

  • 使用非同步註解 @Aysnc、啟動類:新增 @EnableAsync 註解

  • JDK 8 本身有一個非常好用的 Future 類——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();  
        //模擬長時間的計算過程  
        Thread.sleep(1000);  
        //告知完成結果  
        future.complete(60);  
    }  
}

在該示例中,啟動一個執行緒,此時 AskThread 物件還沒有拿到它需要的資料,執行到 myRe = re.get() * re.get() 會阻塞。

我們用休眠 1 秒來模擬一個長時間的計算過程,並將計算結果告訴 future 執行結果,AskThread 執行緒將會繼續執行。

public class Calc {  
    public static Integer calc(Integer para) {  
        try {  
            //模擬一個長時間的執行  
            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 方法構造一個 CompletableFuture 例項,在 supplyAsync() 方法中,它會在一個新執行緒中,執行傳入的引數。

在這裏它會執行 calc() 方法,這個方法可能是比較慢的,但這並不影響 CompletableFuture 例項的構造速度,supplyAsync() 會立即返回。

而返回的 CompletableFuture 例項就可以作為這次呼叫的契約,在將來任何場合,用於獲得最終的計算結果。

supplyAsync 用於提供返回值的情況,CompletableFuture 還有一個不需要返回值的非同步呼叫方法 runAsync(Runnable runnable),一般我們在最佳化 Controller 時,使用這個方法比較多。

這兩個方法如果在不指定執行緒池的情況下,都是在 ForkJoinPool.common 執行緒池中執行,而這個執行緒池中的所有執行緒都是 Daemon(守護)執行緒,所以,當主執行緒結束時,這些執行緒無論執行完畢都會退出系統。

核心程式碼:

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

非同步呼叫使用 Callable 來實現:

@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();  
    }  
    /**  
     * 非同步呼叫restful  
     * 當controller返回值是Callable的時候,springmvc就會啟動一個執行緒將Callable交給TaskExecutor去處理  
     * 然後DispatcherServlet還有所有的spring攔截器都退出主執行緒,然後把response保持開啟的狀態  
     * 當Callable執行結束之後,springmvc就會重新啟動分配一個request請求,然後DispatcherServlet就重新  
     * 呼叫和處理Callable非同步執行的返回結果, 然後返回檢視  
     *  
     * @return  
     */    
    @GetMapping("/hello")  
    public Callable<String> helloController() {  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入helloController方法");  
        Callable<String> callable = new Callable<String>() {  
            @Override    
            public String call() throws Exception {  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入call方法");  
                String say = hello.sayHello();  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloService方法返回");  
                return say;  
            }  
        };  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");  
        return callable;  
    }  
}

非同步呼叫的方式 WebAsyncTask:

@RestController    
public class HelloController {  
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloController.class);  
    @Autowired    
    private HelloService hello;  
        /**  
     * 帶超時時間的非同步請求 透過WebAsyncTask自定義客戶端超時間  
     *  
     * @return  
     */    
    @GetMapping("/world")  
    public WebAsyncTask<String> worldController() {  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入helloController方法");  
        // 3s鐘沒返回,則認為超時  
        WebAsyncTask<String> webAsyncTask = new WebAsyncTask<>(3000, new Callable<String>() {  
            @Override    
            public String call() throws Exception {  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入call方法");  
                String say = hello.sayHello();  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloService方法返回");  
                return say;  
            }  
        });  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");  
        webAsyncTask.onCompletion(new Runnable() {  
            @Override    
            public void run() {  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 執行完畢");  
            }  
        });  
        webAsyncTask.onTimeout(new Callable<String>() {  
            @Override    
            public String call() throws Exception {  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");  
                // 超時的時候,直接拋異常,讓外層統一處理超時異常  
                throw new TimeoutException("呼叫超時");  
            }  
        });  
        return webAsyncTask;  
    }  
    /**  
     * 非同步呼叫,異常處理,詳細的處理流程見MyExceptionHandler類  
     *  
     * @return  
     */    
    @GetMapping("/exception")  
    public WebAsyncTask<String> exceptionController() {  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入helloController方法");  
        Callable<String> callable = new Callable<String>() {  
            @Override    
            public String call() throws Exception {  
                logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入call方法");  
                throw new TimeoutException("呼叫超時!");  
            }  
        };  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");  
        return new WebAsyncTask<>(20000, callable);  
    }  
}

2. 增加內嵌 Tomcat 的最大連線數

程式碼如下:

@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();  
            //設定最大連線數  
            protocol.setMaxConnections(20000);  
            //設定最大執行緒數  
            protocol.setMaxThreads(2000);  
            protocol.setConnectionTimeout(30000);  
        }  
    }  
}

3. 使用 @ComponentScan()

使用 @ComponentScan() 定位掃包比 @SpringBootApplication 掃包更快。

4. 預設 Tomcat 容器改為 Undertow

預設 Tomcat 容器改為 Undertow(Jboss 下的伺服器,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>

改為:

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

5. 使用 BufferedWriter 進行緩衝

這裏不給大家舉例,可自行嘗試。

6. Deferred 方式實現非同步呼叫

程式碼如下:

@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() + "進入executeSlowTask方法");  
        DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<>();  
        // 呼叫長時間執行任務  
        taskService.execute(deferredResult);  
        // 當長時間任務中使用deferred.setResult("world");這個方法時,會從長時間任務中返回,繼續controller裡面的流程  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + "從executeSlowTask方法返回");  
        // 超時的回撥方法  
        deferredResult.onTimeout(new Runnable(){  
   @Override  
   public void run() {  
    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");  
    // 返回超時資訊  
    deferredResult.setErrorResult("time out!");  
   }  
  });  
        // 處理完成的回撥方法,無論是超時還是處理成功,都會進入這個回撥方法  
        deferredResult.onCompletion(new Runnable(){  
   @Override  
   public void run() {  
    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onCompletion");  
   }  
  });  
        return deferredResult;  
    }  
}

7. 非同步呼叫可以使用 AsyncHandlerInterceptor 進行攔截

程式碼如下:

@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()+ "服務呼叫完成,返回結果給客戶端");  
 }  
 @Override  
 public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex)  
   throws Exception {  
  if(null != ex){  
   System.out.println("發生異常:"+ex.getMessage());  
  }  
 }  
 @Override  
 public void afterConcurrentHandlingStarted(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)  
   throws Exception {  
  // 攔截之後,重新寫回資料,將原來的hello world換成如下字串  
  String resp = "my name is chhliu!";  
  response.setContentLength(resp.length());  
  response.getOutputStream().write(resp.getBytes());  
  logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入afterConcurrentHandlingStarted方法");  
 }  
}


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