SpringMVC之异步分析Callable,WebAsyncT

作者: 上善若泪 | 来源:发表于2022-04-28 11:07 被阅读0次

SpringMVC之异步分析Callable,WebAsyncT
SpringMVC异步处理(Callable和DeferredR
Servlet 异步请求
21.Future和Callable
SpringMVC(二) 页面转发、重定向、异步、Restful
SpringMVC异步处理模式分析(DeferredResult
AbstractExecutorService类
springboot异步
java.util.concurrent解析——FutureTa
SpringMVC 篇（四）异步请求

1 SpringMVC异步

1.1 引言

spring mvc同步接口在请求处理过程中一直处于阻塞状态，而异步接口可以启用后台线程去处理耗时任务。简单来说适用场景：

高并发；
高IO耗时操作。

Spring MVC3.2之后支持异步请求，能够在controller中返回一个Callable或者DeferredResult

WebAsyncTask是对Callable的封装，提供了一些事件回调的处理，本质上区别不大。
DeferredResult使用方式与Callable类似，重点在于跨线程之间的通信。
@Async也是替换Runable的一种方式，可以代替我们自己创建线程。而且适用的范围更广，并不局限于Controller层，而可以是任何层的方法上。

Servlet3.0提供了AsyncContext支持异步处理。Spring DeferredResult在AsyncContext进行了优化，实现了更简单的异步的实现。
Callable是并发编程提供的支持有返回值的异步处理方式。
WebAsyncTask在Callable的基础上进行了包装，提供了更强大的功能，比如：处理超时回调、错误回调、完成回调等。
@Async提供了更优为Runnable的实现方式。

至于在实际的代码中，我们可能还需要借助其它的类配合实现以此来达到更好的效果。

1.2 Callable

1.2.1 Callable实例

@Controller
public class CallableController {
    @RequestMapping(path = "/async1", method = RequestMethod.GET)
    @ResponseBody
    public Callable<String> asyncRequest() {
        return () -> {
            final long currentThread = Thread.currentThread().getId();
            final Date requestProcessingStarted = new Date();
 
            Thread.sleep(6000L);
 
            final Date requestProcessingFinished = new Date();
 
            return String.format(
                    "request: [threadId: %s, started: %s - finished: %s]"
                    , currentThread, requestProcessingStarted, requestProcessingFinished);
        };
    }
}

1.2.2 异步不能回调问题

使用了异步但是执行异步的方法，原因是在方法上加了@Async注解，之所以加这个注解是因为报错：

There was an unexpected error (type=Internal Server Error, status=500).
Async support must be enabled on a servlet and for all filters involved in async request processing. This is done in Java code using the Servlet API or by adding <async-supported>true</async-supported> to servlet and filter declarations in web.xml

异步测试时一直报这个错误，提示我在web.xml开启异步支持，但是我是SpringBoot项目，于是开始网上查找
错误：加@Async注解，会更加异步，不能获取异步结果
正确：根本原因是容器注册问题，在springboot启动类的注解@SpringBootApplication旁边添加了@ServletComponentScan，才导致上面的报错和不能回调，有三种解决方法：

去掉注解@ServletComponentScan
添加容器注册(springboot项目)

  @Bean
    public ServletRegistrationBean dispatcherServlet() {
        ServletRegistrationBean registration = new ServletRegistrationBean(
                new DispatcherServlet(), "/");
        registration.setAsyncSupported(true);
        return registration;
    }
    @Bean
    DispatcherServlet dispatcherServlet(){
        return new DispatcherServlet();
    }

在过滤器那里添加asyncSupported = true的支持

@WebFilter(urlPatterns="/*",asyncSupported = true)

修改web.xml(传统xml项目)
需要在 web.xml 文件中的 servlet 定义中添加："<async-supported>true</async-supported>"

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
    version="3.0">
    <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocation</param-name>
        <param-value>classpath:spring-mybatis.xml</param-value>
    </context-param>
    <context-param>
        <param-name>spring.profiles.active</param-name>
        <param-value>dev</param-value>
    </context-param>
    <context-param>
        <param-name>spring.profiles.default</param-name>
        <param-value>dev</param-value>
    </context-param>
    <filter>
        <filter-name>encodingFilter</filter-name>
        <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
        <async-supported>true</async-supported>
        <init-param>
            <param-name>encoding</param-name>
            <param-value>UTF-8</param-value>
        </init-param>
        <init-param>
            <param-name>forceEncoding</param-name>
            <param-value>true</param-value>
        </init-param>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>encodingFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
    </listener>

    <servlet>
        <servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocation</param-name>
            <param-value>classpath:spring-mvc.xml</param-value>
        </init-param>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
        <async-supported>true</async-supported>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

1.3 WebAsyncTask

Spring 提供了对异步任务 API, 采用 WebAsyncTask 类即可实现异步任务. 对异步任务设置相应的回调处理, 如当任务超时, 异常抛出等. 异步任务通常非常实用, 比如: 当一笔订单支付完成之后, 开启异步任务查询订单的支付结果。
简单来说：WebAsyncTask类是Spring提供的一步任务处理类。
另外要知道的一点就是：WebAsyncTask是Callable的升级版

1.3.1 使用例子及说明

WebAsyncTask : 在构造时写入Callable主要业务逻辑
WebAsyncTask.onCompletion(Runnable) ：在当前任务执行结束以后，无论是执行成功还是异常中止，onCompletion的回调最终都会被调用
WebAsyncTask.onError(Callable>) ：当异步任务抛出异常的时候，onError()方法即会被调用
WebAsyncTask.onTimeout(Callable>) ：当异步任务发生超时的时候，onTimeout()方法即会被调用

@RequestMapping("/async")
    @ResponseBody
    public WebAsyncTask<String> asyncTask(){
        // 1000 为超时设置
        WebAsyncTask<String> webAsyncTask = new WebAsyncTask<String>(1000,new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception {
                //业务逻辑处理
                Thread.sleep(5000);
                String message = "username:wangbinghua";
                return message;
            }
        });
        webAsyncTask.onCompletion(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("调用完成");
            }
        });
        webAsyncTask.onTimeout(new Callable<String>() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                System.out.println("业务处理超时");
                return "<h1>Time Out</h1>";
            }
        });

        return webAsyncTask;
    }

1.4 DeferredResult

1.4.1 DeferredResult简介

DeferredResult和Callable实现功能类型，都是异步返回，只不过Callable不能直接设置超时时间，还需要和FutureTask配合使用，DeferredResult可以直接超时时间
点击此处了解Callable相关使用

使用DeferredResult目的：

API接口需要在指定时间内将异步操作的结果同步返回给前端时；
Controller处理耗时任务，并且需要耗时任务的返回结果时；
当一个请求到达API接口，如果该API接口的return返回值是DeferredResult，在没有超时或者DeferredResult对象没有设置setResult时，接口不会返回，但是Servlet容器线程会结束，DeferredResult另起线程来进行结果处理(即这种操作提升了服务短时间的吞吐能力)，并setResult，如此以来这个请求不会占用服务连接池太久，如果超时或设置setResult，接口会立即返回

使用DeferredResult的流程：

浏览器发起异步请求
请求到达服务端被挂起
向浏览器进行响应，分为两种情况：
调用DeferredResult.setResult()，请求被唤醒，返回结果
超时，返回一个设定的结果
浏览得到响应，再次重复1，处理此次响应结果

给人一种异步处理业务，但是却同步返回的感觉，和前端Promise对象非常类似(点击了解JavaScript中异步回调之Promise使用)

1.4.2 DeferredResult使用

创建实例对象

DeferredResult<ResponseEntity<List<User>>> deferredResult 
= new DeferredResult<>(20000L, new ResponseEntity<>(HttpStatus.NOT_MODIFIED));

设置回调
DeferedResult 两个监听器（onCompletion & onTimeout）
当DeferedResult对象调用setResult之后，响应完毕客户端，则直接调用onCompletion对应的方法。
当业务处理相当耗时，则响应客户端超时，也会调用onCompletion对应的方法以及onTimeout方法。
此时，响应客户端的内容为deferedResult.setErrorResult的内容，否则500错误。
发生异常，调用onCompletion方法，此时，响应客户端的内容为deferedResult.setErrorResult的内容，否则500错误。

deferredResult.onTimeout(() -> {
    log.info("调用超时");
    //调用超时这个 超时结果会覆盖 构造时的超时结果
    deferredResult.setResult("调用超时");
});

deferredResult.onCompletion(() -> {
    log.info("调用完成");
});

设置结果

new Thread(() -> {
    try {        
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
        deferredResult.setResult(new ResponseEntity<>(userService.listUser(), HttpStatus.OK));    
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();    
}}).start();

1.4.3 完整示例

@GetMapping("/deferredResultUser")
public DeferredResult<String> deferredResultListUser() { 
 DeferredResult<String> deferredResult
  = new DeferredResult<>(20000L, "失败");    
 deferredResult.onTimeout(() -> { 
        log.info("调用超时");  
        //调用超时这个 超时结果会覆盖 构造时的超时结果
    deferredResult.setResult("调用超时");  
 });    
 deferredResult.onCompletion(() -> {
         log.info("调用完成");   
});    
new Thread(() -> { 
       try { 
           TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
           deferredResult.setResult("OK"));        
           } catch (InterruptedException e) {  
             e.printStackTrace();           
        }    
}).start();    
return deferredResult;

}

客户端请求映射到控制器方法返回值为DeferredResult时，会立即释放Tomcat线程并将请求挂起，直到调用setResult()方法或者超时，才会响应客户端请求

1.4.4 DeferredResult总结

控制器中定义方法返回值为DeferredResult，会立即释放Tomcat线程，使用业务线程处理业务
由DeferredResultMethodReturnValueHandler处理返回结果，开启异步处理并设置DeferredResultHandler
业务执行完成后调用setResult()方法，紧接着回调DeferredResultHandler的handleResult()
设置结果并调度请求
创建Callable对象并设置调用方法为call()
通过反射方式调用call()得到返回值
使用返回值处理器处理返回值

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