高并發(fā)場(chǎng)景下的 HttpClient 優(yōu)化方案，QPS 大大提升！
我們有個(gè)業(yè)務(wù)，會(huì)調(diào)用其他部門提供的一個(gè)基于http的服務(wù)，日調(diào)用量在千萬級(jí)別。使用了httpclient來完成業(yè)務(wù)。之前因?yàn)閝ps上不去，就看了一下業(yè)務(wù)代碼，并做了一些優(yōu)化，記錄在這里。
先對(duì)比前后：優(yōu)化之前，平均執(zhí)行時(shí)間是250ms；
優(yōu)化之后，平均執(zhí)行時(shí)間是80ms，降低了三分之二的消耗，容器不再動(dòng)不動(dòng)就報(bào)警線程耗盡了，清爽~
1.分析
項(xiàng)目的原實(shí)現(xiàn)比較粗略，就是每次請(qǐng)求時(shí)初始化一個(gè)httpclient，生成一個(gè)httpPost對(duì)象，執(zhí)行，然后從返回結(jié)果取出entity，保存成一個(gè)字符串，最后顯式關(guān)閉response和client。
我們一點(diǎn)點(diǎn)分析和優(yōu)化：
1.1 httpclient反復(fù)創(chuàng)建開銷
httpclient是一個(gè)線程安全的類，沒有必要由每個(gè)線程在每次使用時(shí)創(chuàng)建，全局保留一個(gè)即可。
1.2 反復(fù)創(chuàng)建tcp連接的開銷
tcp的三次握手與四次揮手兩大裹腳布過程，對(duì)于高頻次的請(qǐng)求來說，消耗實(shí)在太大。試想如果每次請(qǐng)求我們需要花費(fèi)5ms用于協(xié)商過程，那么對(duì)于qps為100的單系統(tǒng)，1秒鐘我們就要花500ms用于握手和揮手。又不是高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，我們程序員就不要搞這么大做派了，改成keep alive方式以實(shí)現(xiàn)連接復(fù)用！
1.3 重復(fù)緩存entity的開銷
原本的邏輯里，使用了如下代碼：
HttpEntity entity = httpResponse.getEntity();
String response = EntityUtils.toString(entity);這里我們相當(dāng)于額外復(fù)制了一份content到一個(gè)字符串里，而原本的httpResponse仍然保留了一份content，需要被consume掉，在高并發(fā)且content非常大的情況下，會(huì)消耗大量?jī)?nèi)存。關(guān)注工眾號(hào)：碼猿技術(shù)專欄，回復(fù)關(guān)鍵詞：1111 獲取阿里內(nèi)部Java性能調(diào)優(yōu)手冊(cè)！并且，我們需要顯式的關(guān)閉連接，ugly。
2.實(shí)現(xiàn)
按上面的分析，我們主要要做三件事：一是單例的client，二是緩存的保活連接，三是更好的處理返回結(jié)果。一就不說了，來說說二。
提到連接緩存，很容易聯(lián)想到數(shù)據(jù)庫連接池。httpclient4提供了一個(gè)PoolingHttpClientConnectionManager 作為連接池。接下來我們通過以下步驟來優(yōu)化：
2.1 定義一個(gè)keep alive strategy
關(guān)于keep-alive，本文不展開說明，只提一點(diǎn)，是否使用keep-alive要根據(jù)業(yè)務(wù)情況來定，它并不是靈丹妙藥。還有一點(diǎn)，keep-alive和time_wait/close_wait之間也有不少故事。
在本業(yè)務(wù)場(chǎng)景里，我們相當(dāng)于有少數(shù)固定客戶端，長(zhǎng)時(shí)間極高頻次的訪問服務(wù)器，啟用keep-alive非常合適
再多提一嘴，http的keep-alive 和tcp的KEEPALIVE不是一個(gè)東西。回到正文，定義一個(gè)strategy如下：
ConnectionKeepAliveStrategy myStrategy = new ConnectionKeepAliveStrategy() {
@Override
public long getKeepAliveDuration(HttpResponse response, HttpContext context) {
HeaderElementIterator it = new BasicHeaderElementIterator
(response.headerIterator(HTTP.CONN_KEEP_ALIVE));
while (it.hasNext()) {
HeaderElement he = it.nextElement();
String param = he.getName();
String value = he.getValue();
if (value != null && param.equalsIgnoreCase
("timeout")) {
return Long.parseLong(value) * 1000;
}
}
return60 * 1000;//如果沒有約定，則默認(rèn)定義時(shí)長(zhǎng)為60s
}
};2.2 配置一個(gè)PoolingHttpClientConnectionManager
PoolingHttpClientConnectionManager connectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();
connectionManager.setMaxTotal(500);
connectionManager.setDefaultMaxPerRoute(50);//例如默認(rèn)每路由最高50并發(fā)，具體依據(jù)業(yè)務(wù)來定也可以針對(duì)每個(gè)路由設(shè)置并發(fā)數(shù)。
2.3 生成httpclient
httpClient = HttpClients.custom()
.setConnectionManager(connectionManager)
.setKeepAliveStrategy(kaStrategy)
.setDefaultRequestConfig(RequestConfig.custom().setStaleConnectionCheckEnabled(true).build())
.build();注意：使用setStaleConnectionCheckEnabled方法來逐出已被關(guān)閉的鏈接不被推薦。更好的方式是手動(dòng)啟用一個(gè)線程，定時(shí)運(yùn)行closeExpiredConnections 和closeIdleConnections方法，如下所示。
public staticclass IdleConnectionMonitorThread extends Thread {
privatefinal HttpClientConnectionManager connMgr;
privatevolatileboolean shutdown;
public IdleConnectionMonitorThread(HttpClientConnectionManager connMgr) {
super();
this.connMgr = connMgr;
}
@Override
public void run() {
try {
while (!shutdown) {
synchronized (this) {
wait(5000);
// Close expired connections
connMgr.closeExpiredConnections();
// Optionally, close connections
// that have been idle longer than 30 sec
connMgr.closeIdleConnections(30, TimeUnit.SECONDS);
}
}
} catch (InterruptedException ex) {
// terminate
}
}
public void shutdown() {
shutdown = true;
synchronized (this) {
notifyAll();
}
}
}2.4 使用httpclient執(zhí)行method時(shí)降低開銷
這里要注意的是，不要關(guān)閉connection。
一種可行的獲取內(nèi)容的方式類似于，把entity里的東西復(fù)制一份：
res = EntityUtils.toString(response.getEntity(),"UTF-8");
EntityUtils.consume(response1.getEntity());但是，更推薦的方式是定義一個(gè)ResponseHandler，方便你我他，不再自己catch異常和關(guān)閉流。在此我們可以看一下相關(guān)的源碼：
public <T> T execute(final HttpHost target, final HttpRequest request,
final ResponseHandler<? extends T> responseHandler, final HttpContext context)
throws IOException, ClientProtocolException {
Args.notNull(responseHandler, "Response handler");
final HttpResponse response = execute(target, request, context);
final T result;
try {
result = responseHandler.handleResponse(response);
} catch (final Exception t) {
final HttpEntity entity = response.getEntity();
try {
EntityUtils.consume(entity);
} catch (final Exception t2) {
// Log this exception. The original exception is more
// important and will be thrown to the caller.
this.log.warn("Error consuming content after an exception.", t2);
}
if (t instanceof RuntimeException) {
throw (RuntimeException) t;
}
if (t instanceof IOException) {
throw (IOException) t;
}
thrownew UndeclaredThrowableException(t);
}
// Handling the response was successful. Ensure that the content has
// been fully consumed.
final HttpEntity entity = response.getEntity();
EntityUtils.consume(entity);//看這里看這里
return result;
}可以看到，如果我們使用resultHandler執(zhí)行execute方法，會(huì)最終自動(dòng)調(diào)用consume方法，而這個(gè)consume方法如下所示：
public static void consume(final HttpEntity entity) throws IOException {
if (entity == null) {
return;
}
if (entity.isStreaming()) {
final InputStream instream = entity.getContent();
if (instream != null) {
instream.close();
}
}
}可以看到最終它關(guān)閉了輸入流。
3.其他
通過以上步驟，基本就完成了一個(gè)支持高并發(fā)的httpclient的寫法，下面是一些額外的配置和提醒：
3.1 httpclient的一些超時(shí)配置
CONNECTION_TIMEOUT是連接超時(shí)時(shí)間，SO_TIMEOUT是socket超時(shí)時(shí)間，這兩者是不同的。連接超時(shí)時(shí)間是發(fā)起請(qǐng)求前的等待時(shí)間；socket超時(shí)時(shí)間是等待數(shù)據(jù)的超時(shí)時(shí)間。
HttpParams params = new BasicHttpParams();
//設(shè)置連接超時(shí)時(shí)間
Integer CONNECTION_TIMEOUT = 2 * 1000; //設(shè)置請(qǐng)求超時(shí)2秒鐘 根據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)整
Integer SO_TIMEOUT = 2 * 1000; //設(shè)置等待數(shù)據(jù)超時(shí)時(shí)間2秒鐘 根據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)整
//定義了當(dāng)從ClientConnectionManager中檢索ManagedClientConnection實(shí)例時(shí)使用的毫秒級(jí)的超時(shí)時(shí)間
//這個(gè)參數(shù)期望得到一個(gè)java.lang.Long類型的值。如果這個(gè)參數(shù)沒有被設(shè)置，默認(rèn)等于CONNECTION_TIMEOUT，因此一定要設(shè)置。
Long CONN_MANAGER_TIMEOUT = 500L; //在httpclient4.2.3中我記得它被改成了一個(gè)對(duì)象導(dǎo)致直接用long會(huì)報(bào)錯(cuò)，后來又改回來了
params.setIntParameter(CoreConnectionPNames.CONNECTION_TIMEOUT, CONNECTION_TIMEOUT);
params.setIntParameter(CoreConnectionPNames.SO_TIMEOUT, SO_TIMEOUT);
params.setLongParameter(ClientPNames.CONN_MANAGER_TIMEOUT, CONN_MANAGER_TIMEOUT);
//在提交請(qǐng)求之前 測(cè)試連接是否可用
params.setBooleanParameter(CoreConnectionPNames.STALE_CONNECTION_CHECK, true);
//另外設(shè)置http client的重試次數(shù)，默認(rèn)是3次；當(dāng)前是禁用掉（如果項(xiàng)目量不到，這個(gè)默認(rèn)即可）
httpClient.setHttpRequestRetryHandler(new DefaultHttpRequestRetryHandler(0, false));3.2 如果配置了nginx的話，nginx也要設(shè)置面向兩端的keep-alive
現(xiàn)在的業(yè)務(wù)里，沒有nginx的情況反而比較稀少。nginx默認(rèn)和client端打開長(zhǎng)連接而和server端使用短鏈接。
注意client端的keepalive_timeout和keepalive_requests參數(shù)，以及upstream端的keepalive參數(shù)設(shè)置，這三個(gè)參數(shù)的意義在此也不再贅述。
以上就是我的全部設(shè)置。通過這些設(shè)置，成功地將原本每次請(qǐng)求250ms的耗時(shí)降低到了80左右，效果顯著。
JAR包如下：
<!-- httpclient -->
<dependency>
<groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
<artifactId>httpclient</artifactId>
<version>4.5.6</version>
</dependency>代碼如下：
//Basic認(rèn)證
privatestaticfinal CredentialsProvider credsProvider = new BasicCredentialsProvider();
//httpClient
privatestaticfinal CloseableHttpClient httpclient;
//httpGet方法
privatestaticfinal HttpGet httpget;
//
privatestaticfinal RequestConfig reqestConfig;
//響應(yīng)處理器
privatestaticfinal ResponseHandler<String> responseHandler;
//jackson解析工具
privatestaticfinal ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
static {
System.setProperty("http.maxConnections","50");
System.setProperty("http.keepAlive", "true");
//設(shè)置basic校驗(yàn)
credsProvider.setCredentials(
new AuthScope(AuthScope.ANY_HOST, AuthScope.ANY_PORT, AuthScope.ANY_REALM),
new UsernamePasswordCredentials("", ""));
//創(chuàng)建http客戶端
httpclient = HttpClients.custom()
.useSystemProperties()
.setRetryHandler(new DefaultHttpRequestRetryHandler(3,true))
.setDefaultCredentialsProvider(credsProvider)
.build();
//初始化httpGet
httpget = new HttpGet();
//初始化HTTP請(qǐng)求配置
reqestConfig = RequestConfig.custom()
.setContentCompressionEnabled(true)
.setSocketTimeout(100)
.setAuthenticationEnabled(true)
.setConnectionRequestTimeout(100)
.setConnectTimeout(100).build();
httpget.setConfig(reqestConfig);
//初始化response解析器
responseHandler = new BasicResponseHandler();
}
/*
* 功能：返回響應(yīng)
* @author zhangdaquan
* @param [url]
* @return org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse
* @exception
*/
public static String getResponse(String url) throws IOException {
HttpGet get = new HttpGet(url);
String response = httpclient.execute(get,responseHandler);
return response;
}
/*
* 功能：發(fā)送http請(qǐng)求，并用net.sf.json工具解析
* @author zhangdaquan
* @param [url]
* @return org.json.JSONObject
* @exception
*/
public static JSONObject getUrl(String url) throws Exception{
try {
httpget.setURI(URI.create(url));
String response = httpclient.execute(httpget,responseHandler);
JSONObject json = JSONObject.fromObject(response);
return json;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
returnnull;
}
/*
* 功能：發(fā)送http請(qǐng)求，并用jackson工具解析
* @author zhangdaquan
* @param [url]
* @return com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode
* @exception
*/
public static JsonNode getUrl2(String url){
try {
httpget.setURI(URI.create(url));
String response = httpclient.execute(httpget,responseHandler);
JsonNode node = mapper.readTree(response);
return node;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
returnnull;
}
/*
* 功能：發(fā)送http請(qǐng)求，并用fastjson工具解析
* @author zhangdaquan
* @param [url]
* @return com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode
* @exception
*/
publicstatic com.alibaba.fastjson.JSONObject getUrl3(String url){
try {
httpget.setURI(URI.create(url));
String response = httpclient.execute(httpget,responseHandler);
com.alibaba.fastjson.JSONObject jsonObject = com.alibaba.fastjson.JSONObject.parseObject(response);
return jsonObject;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
returnnull;
}
