原文出处： oKong
前言
关于
web开发的相关知识点，后续有补充时再开续写了。比如webService服务、发邮件等，这些一般上觉得不完全属于web开发方面的，而且目前webService作为一个接口来提供服务的机会应该比较小了吧。所以本章节开始，开始讲解关于异步开发过程中会使用到的一些知识点。本章节就来讲解下异步请求相关知识点。
一点知识
何为异步请求
在Servlet 3.0之前，Servlet采用Thread-Per-Request的方式处理请求，即每一次Http请求都由某一个线程从头到尾负责处理。如果一个请求需要进行IO操作，比如访问数据库、调用第三方服务接口等，那么其所对应的线程将同步地等待******IO操作完成， 而IO操作是非常慢**的，所以此时的线程并不能及时地释放回线程池以供后续使用，在并发量越来越大的情况下，这将带来严重的性能问题。其请求流程大致为：
而在Servlet3.0发布后，提供了一个新特性：异步处理请求。可以先释放容器分配给请求的线程与相关资源，减轻系统负担，释放了容器所分配线程的请求，其响应将被延后，可以在耗时处理完成（例如长时间的运算）时再对客户端进行响应。其请求流程为：
在Servlet 3.0后，我们可以从HttpServletRequest对象中获得一个AsyncContext对象，该对象构成了异步处理的上下文，Request和Response对象都可从中获取。AsyncContext可以从当前线程传给另外的线程，并在新的线程中完成对请求的处理并返回结果给客户端，初始线程便可以还回给容器线程池以处理更多的请求。如此，通过将请求从一个线程传给另一个线程处理的过程便构成了Servlet 3.0中的异步处理。
多说几句：
随着Spring5发布，提供了一个响应式Web框架：Spring WebFlux。之后可能就不需要Servlet容器的支持了。以下是其先后对比图：
左侧是传统的基于Servlet的Spring Web MVC框架，右侧是5.0版本新引入的基于Reactive Streams的Spring WebFlux框架，从上到下依次是Router Functions，WebFlux，Reactive Streams三个新组件。
对于其发展前景还是拭目以待吧。有时间也该去了解下Spring5了。
原生异步请求API说明
在编写实际代码之前，我们来了解下一些关于异步请求的api的调用说明。
- 获取AsyncContext：根据
HttpServletRequest对象获取。
AsyncContext asyncContext = request.startAsync();
- 设置监听器:可设置其开始、完成、异常、超时等事件的回调处理
其监听器的接口代码：
public interface AsyncListener extends EventListener {
void onComplete(AsyncEvent event) throws IOException;
void onTimeout(AsyncEvent event) throws IOException;
void onError(AsyncEvent event) throws IOException;
void onStartAsync(AsyncEvent event) throws IOException;
}
说明：
- onStartAsync：异步线程开始时调用
- onError：异步线程出错时调用
- onTimeout：异步线程执行超时调用
- onComplete：异步执行完毕时调用
一般上，我们在超时或者异常时，会返回给前端相应的提示，比如说超时了，请再次请求等等，根据各业务进行自定义返回。同时，在异步调用完成时，一般需要执行一些清理工作或者其他相关操作。
需要注意的是只有在调用request.startAsync前将监听器添加到AsyncContext，监听器的onStartAsync方法才会起作用，而调用startAsync前AsyncContext还不存在，所以第一次调用startAsync是不会被监听器中的onStartAsync方法捕获的，只有在超时后又重新开始的情况下onStartAsync方法才会起作用。
- 设置超时：通过
setTimeout方法设置，单位：毫秒。
一定要设置超时时间，不能无限等待下去，不然和正常的请求就一样了。。
Servlet方式实现异步请求
前面已经提到，可通过HttpServletRequest对象中获得一个AsyncContext对象，该对象构成了异步处理的上下文。所以，我们来实际操作下。
0.编写一个简单控制层
/**
* 使用servlet方式进行异步请求
* @author oKong
*
*/
@Slf4j
@RestController
public class ServletController {
@RequestMapping("/servlet/orig")
public void todo(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws Exception {
//这里来个休眠
Thread.sleep(100);
response.getWriter().println("这是【正常】的请求返回");
}
@RequestMapping("/servlet/async")
public void todoAsync(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) {
AsyncContext asyncContext = request.startAsync();
asyncContext.addListener(new AsyncListener() {
@Override
public void onTimeout(AsyncEvent event) throws IOException {
log.info("超时了：");
//做一些超时后的相关操作
}
@Override
public void onStartAsync(AsyncEvent event) throws IOException {
// TODO Auto-generated method stub
log.info("线程开始");
}
@Override
public void onError(AsyncEvent event) throws IOException {
log.info("发生错误：",event.getThrowable());
}
@Override
public void onComplete(AsyncEvent event) throws IOException {
log.info("执行完成");
//这里可以做一些清理资源的操作
}
});
//设置超时时间
asyncContext.setTimeout(200);
//也可以不使用start 进行异步调用
// new Thread(new Runnable() {
//
// @Override
// public void run() {
// 编写业务逻辑
//
// }
// }).start();
asyncContext.start(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(100);
log.info("内部线程：" + Thread.currentThread().getName());
asyncContext.getResponse().setCharacterEncoding("utf-8");
asyncContext.getResponse().setContentType("text/html;charset=UTF-8");
asyncContext.getResponse().getWriter().println("这是【异步】的请求返回");
} catch (Exception e) {
log.error("异常：",e);
}
//异步请求完成通知
//此时整个请求才完成
//其实可以利用此特性 进行多条消息的推送 把连接挂起。。
asyncContext.complete();
}
});
//此时之类 request的线程连接已经释放了
log.info("线程：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
注意：异步请求时，可以利用ThreadPoolExecutor自定义个线程池。
1.启动下应用，查看控制台输出就可以获悉是否在同一个线程里面了。同时，可设置下等待时间，之后就会调用超时回调方法了。大家可自己试试。
2018-08-15 23:03:04.082 INFO 6732 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.controller.ServletController : 线程：http-nio-8080-exec-1
2018-08-15 23:03:04.183 INFO 6732 --- [nio-8080-exec-2] c.l.l.s.controller.ServletController : 内部线程：http-nio-8080-exec-2
2018-08-15 23:03:04.190 INFO 6732 --- [nio-8080-exec-3] c.l.l.s.controller.ServletController : 执行完成
使用过滤器时，需要加入asyncSupported为true配置，开启异步请求支持。
@WebServlet(urlPatterns = "/okong", asyncSupported = true )
public class AsyncServlet extends HttpServlet ...
题外话：其实我们可以利用在未执行asyncContext.complete()方法时请求未结束这特性，可以做个简单的文件上传进度条之类的功能。但注意请求是会超时的，需要设置超时的时间下。
Spring方式实现异步请求
在
Spring中，有多种方式实现异步请求，比如callable、DeferredResult或者WebAsyncTask。每个的用法略有不同，可根据不同的业务场景选择不同的方式。以下主要介绍一些常用的用法
Callable
使用很简单，直接返回的参数包裹一层
callable即可。
用法
@RequestMapping("/callable")
public Callable<String> callable() {
log.info("外部线程：" + Thread.currentThread().getName());
return new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
log.info("内部线程：" + Thread.currentThread().getName());
return "callable!";
}
};
}
控制台输出：
2018-08-15 23:32:22.317 INFO 15740 --- [nio-8080-exec-2] c.l.l.s.controller.SpringController : 外部线程：http-nio-8080-exec-2
2018-08-15 23:32:22.323 INFO 15740 --- [ MvcAsync1] c.l.l.s.controller.SpringController : 内部线程：MvcAsync1
超时、自定义线程设置
从控制台可以看见，异步响应的线程使用的是名为：MvcAsync1的线程。第一次再访问时，就是MvcAsync2了。若采用默认设置，会无限的创建新线程去处理异步请求，所以正常都需要配置一个线程池及超时时间。
编写一个配置类：CustomAsyncPool.java
@Configuration
public class CustomAsyncPool extends WebMvcConfigurerAdapter{
/**
* 配置线程池
* @return
*/
@Bean(name = "asyncPoolTaskExecutor")
public ThreadPoolTaskExecutor getAsyncThreadPoolTaskExecutor() {
ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
taskExecutor.setCorePoolSize(20);
taskExecutor.setMaxPoolSize(200);
taskExecutor.setQueueCapacity(25);
taskExecutor.setKeepAliveSeconds(200);
taskExecutor.setThreadNamePrefix("callable-");
// 线程池对拒绝任务（无线程可用）的处理策略，目前只支持AbortPolicy、CallerRunsPolicy；默认为后者
taskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
taskExecutor.initialize();
return taskExecutor;
}
@Override
public void configureAsyncSupport(final AsyncSupportConfigurer configurer) {
//处理 callable超时
configurer.setDefaultTimeout(60*1000);
configurer.registerCallableInterceptors(timeoutInterceptor());
configurer.setTaskExecutor(getAsyncThreadPoolTaskExecutor());
}
@Bean
public TimeoutCallableProcessor timeoutInterceptor() {
return new TimeoutCallableProcessor();
}
}
自定义一个超时异常处理类：CustomAsyncRequestTimeoutException.java
/**
* 自定义超时异常类
* @author oKong
*
*/
public class CustomAsyncRequestTimeoutException extends RuntimeException {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 8754629185999484614L;
public CustomAsyncRequestTimeoutException(String uri){
super(uri);
}
}
同时，在统一异常处理加入对CustomAsyncRequestTimeoutException类的处理即可，这样就有个统一的配置了。
之后，再运行就可以看见使用了自定义的线程池了，超时的可以自行模拟下：
2018-08-15 23:48:29.022 INFO 16060 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.controller.SpringController : 外部线程：http-nio-8080-exec-1
2018-08-15 23:48:29.032 INFO 16060 --- [ oKong-1] c.l.l.s.controller.SpringController : 内部线程：oKong-1
DeferredResult
相比于callable，DeferredResult可以处理一些相对复杂一些的业务逻辑，最主要还是可以在另一个线程里面进行业务处理及返回，即可在两个完全不相干的线程间的通信。
/**
* 线程池
*/
public static ExecutorService FIXED_THREAD_POOL = Executors.newFixedThreadPool(30);
@RequestMapping("/deferredresult")
public DeferredResult<String> deferredResult(){
log.info("外部线程：" + Thread.currentThread().getName());
//设置超时时间
DeferredResult<String> result = new DeferredResult<String>(60*1000L);
//处理超时事件 采用委托机制
result.onTimeout(new Runnable() {
@Override
public void run() {
log.error("DeferredResult超时");
result.setResult("超时了!");
}
});
result.onCompletion(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//完成后
log.info("调用完成");
}
});
FIXED_THREAD_POOL.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//处理业务逻辑
log.info("内部线程：" + Thread.currentThread().getName());
//返回结果
result.setResult("DeferredResult!!");
}
});
return result;
}
控制台输出：
2018-08-15 23:52:27.841 INFO 12984 --- [nio-8080-exec-2] c.l.l.s.controller.SpringController : 外部线程：http-nio-8080-exec-2
2018-08-15 23:52:27.843 INFO 12984 --- [pool-1-thread-1] c.l.l.s.controller.SpringController : 内部线程：pool-1-thread-1
2018-08-15 23:52:27.872 INFO 12984 --- [nio-8080-exec-2] c.l.l.s.controller.SpringController : 调用完成
注意：返回结果时记得调用下setResult方法。
题外话：利用DeferredResult可实现一些长连接的功能，比如当某个操作是异步时，我们可以保存这个DeferredResult对象，当异步通知回来时，我们在找回这个DeferredResult对象，之后在setResult会结果即可。提高性能。
WebAsyncTask
使用方法都类似，只是WebAsyncTask是直接返回了。觉得就是写法不同而已，更多细节希望大神解答！
@RequestMapping("/webAsyncTask")
public WebAsyncTask<String> webAsyncTask() {
log.info("外部线程：" + Thread.currentThread().getName());
WebAsyncTask<String> result = new WebAsyncTask<String>(60*1000L, new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
log.info("内部线程：" + Thread.currentThread().getName());
return "WebAsyncTask!!!";
}
});
result.onTimeout(new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
return "WebAsyncTask超时!!!";
}
});
result.onCompletion(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//超时后 也会执行此方法
log.info("WebAsyncTask执行结束");
}
});
return result;
}
控制台输出：
2018-08-15 23:55:02.568 INFO 2864 --- [nio-8080-exec-1] c.l.l.s.controller.SpringController : 外部线程：http-nio-8080-exec-1
2018-08-15 23:55:02.587 INFO 2864 --- [ oKong-1] c.l.l.s.controller.SpringController : 内部线程：oKong-1
2018-08-15 23:55:02.615 INFO 2864 --- [nio-8080-exec-2] c.l.l.s.controller.SpringController : WebAsyncTask执行结束
参考资料
- https://blog.csdn.net/paincupid/article/details/52266905
- https://docs.spring.io/spring/docs/4.3.18.RELEASE/spring-framework-reference/htmlsingle/#mvc-ann-async
- http://www.importnew.com/29849.html
总结
本章节主要是讲解了
异步请求的使用及相关配置，如超时，异常等处理。设置异步请求时，记得不要忘记设置超时时间。异步请求只是提高了服务的吞吐量，提高单位时间内处理的请求数，并不会加快处理效率的，这点需要注意。。下一章节，讲讲使用@Async进行异步调用相关知识。
最后
目前互联网上很多大佬都有
SpringBoot系列教程，如有雷同，请多多包涵了。本文是作者在电脑前一字一句敲的，每一步都是自己实践的。若文中有所错误之处，还望提出，谢谢。
