HttpClient的异步调用,你造吗?

一、前言

HttpClient提供了两种I/O模型:经典的java阻塞I/O模型和基于Java NIO的异步非阻塞事件驱动I/O模型。

Java中的阻塞I/O是一种高效、便捷的I/O模型,非常适合并发连接数量相对适中的高性能应用程序。只要并发连接的数量在1000个以下并且连接大多忙于传输数据,阻塞I/O模型就可以提供最佳的数据吞吐量性能。然而,对于连接大部分时间保持空闲的应用程序,上下文切换的开销可能会变得很大,这时非阻塞I/O模型可能会提供更好的替代方案。

异步I/O模型可能更适合于比较看重资源高效利用、系统可伸缩性、以及可以同时支持更多HTTP连接的场景。

二、HttpClient中的Future

在HttpClient官网Tutorial的高级话题中,我们可以发现其提供了用于异步执行的FutureRequestExecutionService服务类。

使用FutureRequestExecutionService,允许我们发起http调用后,调用函数马上返回(调用线程不会阻塞等到相应结果返回)一个Future对象,然后调用线程可以在需要响应结果的地方调用Future对象的get方法来阻塞等待结果。

使用FutureRequestExecutionService的优点是,我们可以使用多个线程并发调度请求、设置任务超时,或者在不再需要响应时取消它们。

FutureRequestExecutionService其实是用一个HttpRequestFutureTask包装请求,该HttpRequestFutureTask扩展了JDK中的FutureTask。这个类允许我们取消任务、跟踪各种执行指标,如请求持续时间等。

下面我们看一个例子:

    // 1.创建线程池
    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

    // 2.创建http回调函数
    private static final class OkidokiHandler implements ResponseHandler<String&gt; {
        public String handleResponse(final HttpResponse response) throws ClientProtocolException, IOException {
            // 2.1处理响应结果
            return EntityUtils.toString(response.getEntity());
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ExecutionException {
        // 3.创建httpclient对象
        CloseableHttpClient httpclient = HttpClients.createDefault();

        // 4.创建FutureRequestExecutionService实例
        FutureRequestExecutionService futureRequestExecutionService = new FutureRequestExecutionService(httpclient,
                executorService);

        // 5.发起调用
        try {
            // 5.1请求参数
            HttpGet httpget1 = new HttpGet("http://127.0.0.1:8080/test1");
            HttpGet httpget2 = new HttpGet("http://127.0.0.1:8080/test2");
            // 5.2发起请求,不阻塞,马上返回
            HttpRequestFutureTask<String&gt; task1 = futureRequestExecutionService.execute(httpget1,
                    HttpClientContext.create(), new OkidokiHandler());

            HttpRequestFutureTask<String&gt; task2 = futureRequestExecutionService.execute(httpget2,
                    HttpClientContext.create(), new OkidokiHandler());

            // 5.3 do somthing

            // 5.4阻塞获取结果
            String str1 = task1.get();
            String str2 = task2.get();
            System.out.println("response:" + str1 + " " + str2);
        } finally {
            httpclient.close();
        }
    }

如上代码1创建了一个线程池用来作为http异步执行的后台线程,代码2创建了一个http响应结果处理器,用来异步处理http的响应结果。

代码3创建了一个HttpClient对象,代码4创建一个FutureRequestExecutionService,参数1为创建的httpclient对象,参数2为创建的线程池。

代码5则创建2个Get请求参数,然后执行代码5.2发起两个http请求,该调用会马上返回自己对于的HttpRequestFutureTask对象,调用线程也会马上返回,然后调用线程就可以在5.3做其他的事情,最后在需要获取http响应结果的地方,比如代码5.4调用两个future的get()方法来获取结果。

如上基于Future方式,我们可以并发的发起两个http请求,而之前阻塞方式,则是顺序执行的。

但是基于上面Future方式,我们调用线程还是会在代码5.4阻塞等待响应结果,这并不是我们想要的,我们想要的是事件通知,http确实也提供了注册CallBack的方式:

首先我们需要实现FutureCallback接口,用来接收通知:

    private static final class MyCallback implements FutureCallback<String&gt; {

        public void failed(final Exception ex) {
            System.out.println(ex.getLocalizedMessage());
        }

        public void completed(final String result) {
            System.out.println(result);
        }

        public void cancelled() {
            System.out.println("cancelled");
        }
    }

然后我们只需要修改代码5.2,使用三个参数的execute方法发起调用:

        // 5.发起调用
        try {
            // 5.1请求参数
            HttpGet httpget1 = new HttpGet("http://127.0.0.1:8080/test1");
            HttpGet httpget2 = new HttpGet("http://127.0.0.1:8080/test2");
            // 5.2发起请求,不阻塞,马上返回
            HttpRequestFutureTask<String&gt; task1 = futureRequestExecutionService.execute(httpget1,
                    HttpClientContext.create(), new OkidokiHandler(), new MyCallback());

            HttpRequestFutureTask<String&gt; task2 = futureRequestExecutionService.execute(httpget2,
                    HttpClientContext.create(), new OkidokiHandler(), new MyCallback());
              //main线程休眠10s,避免请求结束前,关闭了链接
            Thread.sleep(10000);
...

如上代码,使用CallBack后,调用线程就得到了彻底解放,就不必再阻塞获取结果了,当http返回结果后,会自动调用我们注册的CallBack。

三、HttpAsyncClient-真正的异步

上面HttpClient提供的CallBack的方式,虽然解放了调用线程,但是并不是真正意义上的异步调用,因为其异步调用的支持是基于我们创建的executorService线程。即:虽然发起http调用后,调用线程马上返回了,但是其内部还是使用executorService中的一个线程阻塞等待响应结果。

HttpAsyncClient则使用Java NIO的异步非阻塞事件驱动I/O模型,实现了真正意义的异步调用,使用HttpAsyncClient我们需要引入其专门的包:

<dependency&gt;
  <groupId&gt;org.apache.httpcomponents</groupId&gt;
  <artifactId&gt;httpasyncclient</artifactId&gt;
  <version&gt;4.1.4</version&gt;
</dependency&gt;

然后改造后代码如下:

    // 1.创建CallBack
    private static final class MyCallback implements FutureCallback<HttpResponse&gt; {

        public void failed(final Exception ex) {
            System.out.println(ex.getLocalizedMessage());
        }

        public void completed(final HttpResponse response) {
            try {
                System.out.println(EntityUtils.toString(response.getEntity()));
            } catch (ParseException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        public void cancelled() {
            System.out.println("cancelled");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, ExecutionException {
        // 2.创建异步httpclient对象
        CloseableHttpAsyncClient httpclient = HttpAsyncClients.custom().build();

        // 3.发起调用
        try {

            // 3.0启动
            httpclient.start();
            // 3.1请求参数
            HttpGet httpget1 = new HttpGet("http://127.0.0.1:8080/test1");
            HttpGet httpget2 = new HttpGet("http://127.0.0.1:8080/test2");
            // 3.2发起请求,不阻塞,马上返回
            httpclient.execute(httpget1, new MyCallback());
            httpclient.execute(httpget2, new MyCallback());

            // 3.3休眠10s,避免请求执行完成前,关闭了链接
            Thread.sleep(10000);
        } finally {
            httpclient.close();
        }
    }

如上代码1,创建异步回调实现,用于处理Http响应结果。代码2创建了异步HttpClient,代码3.0启动client,代码3.2发起请求。

基于Java NIO的异步,当发起请求后,调用方不会使用任何线程同步等待http服务端的响应结果(少量的NIO线程不算哦,因为其个数固定,并且不随并发请求数量变化),而是会使用少量内存来记录请求信息,以便服务端响应结果回来后,可以找到对应的回调函数进行执行。

四、总结

本文概要讲解了Http的异步调用,关于更多Java中异步调用与异步执行的知识,可以参考《Java异步编程实战》

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