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Spring Boot 性能太差？試試這幾招！

作者：不才陳某
開發 前端
supplyAsync 用于提供返回值的情況，CompletableFuture 還有一個不需要返回值的異步調用方法 runAsync(Runnable runnable)，一般我們在優化 Controller 時，使用這個方法比較多。

今天這篇文章介紹七種常見的Spring Boot 性能優化方向。

1. 異步執行

實現方式二種：

  • 使用異步注解 @Aysnc、啟動類：添加 @EnableAsync 注解。
  • 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，啟動一個線程，此時 AskThread 對象還沒有拿到它需要的數據，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，并將計算結果告訴 future 執行結果，AskThread 線程將會繼續執行。

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 實例，在 supplyAsync() 方法中，它會在一個新線程中，執行傳入的參數。

在這里它會執行 calc() 方法，這個方法可能是比較慢的，但這并不影響 CompletableFuture 實例的構造速度，supplyAsync() 會立即返回。

而返回的 CompletableFuture 實例就可以作為這次調用的契約，在將來任何場合，用于獲得最終的計算結果。

supplyAsync 用于提供返回值的情況，CompletableFuture 還有一個不需要返回值的異步調用方法 runAsync(Runnable runnable)，一般我們在優化 Controller 時，使用這個方法比較多。

這兩個方法如果在不指定線程池的情況下，都是在 ForkJoinPool.common 線程池中執行，而這個線程池中的所有線程都是 Daemon（守護）線程，所以，當主線程結束時，這些線程無論執行完畢都會退出系統。

核心代碼：

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

異步調用使用 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();  
    }  
  
    /**  
     * 異步調用restful  
     * 當controller返回值是Callable的時候，springmvc就會啟動一個線程將Callable交給TaskExecutor去處理  
     * 然后DispatcherServlet還有所有的spring攔截器都退出主線程，然后把response保持打開的狀態  
     * 當Callable執行結束之后，springmvc就會重新啟動分配一個request請求，然后DispatcherServlet就重新  
     * 調用和處理Callable異步執行的返回結果， 然后返回視圖  
     *  
     * @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;  
    }  
}

異步調用的方式 WebAsyncTask：

@RestController    
public class HelloController {  
  
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloController.class);  
  
    @Autowired    
    private HelloService hello;  
  
        /**  
     * 帶超時時間的異步請求 通過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("調用超時");  
            }  
        });  
        return webAsyncTask;  
    }  
  
    /**  
     * 異步調用，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("調用超時!");  
            }  
        };  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 從helloController方法返回");  
        return new WebAsyncTask<>(20000, callable);  
    }  
  
}

2. 增加內嵌 Tomcat 的最大連接數

代碼如下：

@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();  
            //設置最大連接數  
            protocol.setMaxConnections(20000);  
            //設置最大線程數  
            protocol.setMaxThreads(2000);  
            protocol.setConnectionTimeout(30000);  
        }  
    }  
  
}

3. 使用 @ComponentScan()

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

4. 默認 Tomcat 容器改為 Undertow

默認 Tomcat 容器改為 Undertow（Jboss 下的服務器，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 進行緩沖

這里不給大家舉例，可自行嘗試。

6. Deferred 方式實現異步調用

代碼如下：

@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<>();  
        // 調用長時間執行任務  
        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里面的流程  
        logger.info(Thread.currentThread().getName() + "從executeSlowTask方法返回");  
        // 超時的回調方法  
        deferredResult.onTimeout(new Runnable(){  
  
   @Override  
   public void run() {  
    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onTimeout");  
    // 返回超時信息  
    deferredResult.setErrorResult("time out!");  
   }  
  });  
  
        // 處理完成的回調方法，無論是超時還是處理成功，都會進入這個回調方法  
        deferredResult.onCompletion(new Runnable(){  
  
   @Override  
   public void run() {  
    logger.info(Thread.currentThread().getName() + " onCompletion");  
   }  
  });  
  
        return deferredResult;  
    }  
}

7. 異步調用可以使用 AsyncHandlerInterceptor 進行攔截

代碼如下：

@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()+ "服務調用完成，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 {  
  
  // 攔截之后，重新寫回數據，將原來的hello world換成如下字符串  
  String resp = "my name is chhliu!";  
  response.setContentLength(resp.length());  
  response.getOutputStream().write(resp.getBytes());  
  
  logger.info(Thread.currentThread().getName() + " 進入afterConcurrentHandlingStarted方法");  
 }  
  
}

責任編輯：武曉燕 來源： 碼猿技術專欄
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