浅谈servlet3异步原理与实践

什么是Servlet3异步

Servlet3.0规范中增加了异步处理的功能，使Servlet容器的性能可以进一步提升。Servlet3.0之前，servlet都是由线程来处理的，每次请求都需要创建一个线程，处理完请求后才会销毁这个线程。如果请求量很大，反复创建销毁线程的过程会给服务器造成很大负担。

而异步Servlet能够处理复杂和耗时的操作，而不用将请求交给固定的线程进行处理。异步Servlet通过启用一个线程来处理某个请求，然后在到达I/O操作之前将控制权交回到Servlet容器。这样一来，线程便得到释放，不会阻塞应用程序的其他部分，最终提高了整个应用程序的性能。

Servlet3异步实现代码

在Servlet3中，异步处理需要先调用 AsyncContext 的 startAsync() 方法来开启异步模式。

接下来我们来看一个使用异步的Servlet示例：

@WebServlet("/asyncServlet")
public class AsyncServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

        final AsyncContext asyncContext = req.startAsync();
        asyncContext.setTimeout(30_000L);
        asyncContext.start(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    Thread.sleep(5_000L);
                    PrintWriter writer = asyncContext.getResponse().getWriter();
                    writer.println("Hello, World!");
                    writer.flush();
                    asyncContext.complete();
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });
    }
}

在上面的代码中，当客户端访问 /asyncServlet 地址时，服务器会将请求交由 HttpServlet处理。正如之前解释的那样，在代码中我们需要调用 startAsync() 来开启异步模式。

接下来，我们在异步 Servlet 中创建一个新的线程（我们使用Java的 Lambda 表达式实现 Runnable 的 run() 方法），并在这个线程中处理请求。在这个例子中，我们让线程休眠5秒钟，然后再向客户端返回“Hello, World!”的消息。

最后调用 complete() 方法来告知Servlet容器这个请求已经处理完毕。GetMethod实例处理不会刷新并提交响应。

进阶使用

除了在 doGet() 里创建异步上下文之外，还可以在 doPost() 或者 doPut() 里使用异步上下文。如果你希望有多个异步操作，你可以创建多个 Runnable 的实例，并使用多个线程并行工作，从而快速响应客户端。

示例二

@WebServlet("/asyncServlet")
public class AsyncServlet extends HttpServlet {      
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        AsyncContext asyncContext = req.startAsync();
        asyncContext.setTimeout(9000); //设置异步上下文的超时时间
        asyncContext.addListener(new AsyncListener() { 
            @Override
            public void onComplete(AsyncEvent asyncEvent) throws IOException, ServletException {
                LOG.info("执行 onComplete 方法. ");
            }

            @Override
            public void onError(AsyncEvent asyncEvent) throws IOException, ServletException {
                LOG.info("执行 onError 方法 time={}", System.currentTimeMillis());
            }

            @Override
            public void onTimeout(AsyncEvent asyncEvent) throws IOException, ServletException {
                LOG.info("执行 onTimeout 方法 time={}", System.currentTimeMillis());
            }

            @Override
            public void onStartAsync(AsyncEvent asyncEvent) throws IOException, ServletException {
                LOG.info("执行 onStartAsync 方法 time={}", System.currentTimeMillis());
            }
        });
        asyncContext.start(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //模拟一个阻塞操作
                try {
                    Thread.sleep(8000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //触发OnComplete事件
                asyncContext.complete(); 
            }
        });   
    }
}

在这个示例中，我们使用了 addListener() 方法来添加多个异步事件的监听器。如果我们在 AsyncServlet 内部执行一个耗时长的操作，例如等待另一个远程服务返回数据，我们需要将超时时间设置的长一些，否则异步 Operaion 会超时导致失败。所以在代码中，我们将超时时间设置为了 9 秒。

最终，在异步完成后， AsyncListener#onComplete() 方法会被调用。如果异步 Operation 超时， AsyncListener#onTimeout() 方法会被调用。

总结

到此，我们就详细讲解了 Servlet 3 异步处理的基本原理和实现，在实际开发中，使用异步能够有效的提升服务器的响应速度，节省服务器资源，加速系统的处理速度。为了防止超时，我们需要灵活的设置超时时间，并为异步事件添加监听器，以便及时发现并处理回调事件。