你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

所谓的高并发除了在架构上的高屋建瓴,还得需要开发人员在具体业务开发中注重自己的每一行代码、每一个细节,面子有的同时,更重要的还是要有里子。

你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

面对性能,我们一定要有自己的工匠精神,不可以对任何一行代码妥协!

今天和大家分享在业务开发中如何降低接口响应时间的一个小技巧,也是大家日常开发中比较普遍存在的一个问题,即如何提高程序的并行计算能力?

本文主要包含以下内容:

  1. 顺序执行很慢
  2. 线程池+Future并行计算
  3. 使用Java8的CompletableFuture
  4. 使用Guava的ListenableFuture

本文包含代码内容较多,大家可收藏后自己跟着动手验证一番~

顺序执行

很多时候,我们开发一个接口时候,需要调用多个方法,然后将各个方法返回的数据一起组装返回给前端,比如这样的:


你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

可以看到我这里调用了4个方法,每一个方法为模拟真实耗时,所以都是延迟100ms返回一个字符串:


你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

可想而知,我们这个接口的响应时间一定会超过400ms,多次执行都会在400ms多一点:

耗时:403ms耗时:409ms耗时:406ms

这就是顺序执行,也许大家觉得很Low,但是想想自己的代码很多时候不就是这样子的么?

线程池+Future并行计算

顺序执行确实很慢,所以我们需要并行执行,即同时调用这四个方法,熟悉Java多线程的都知道,每个方法单独开启一个线程异步去执行就好了,等全部执行完了拿到独立线程执行的结果再组装起来就可以了。

但是每次调用都需要创建四个线程,线程的创建和销毁都是需要开销的,所以我们就有了池化技术。

线程池、数据库连接池等都是采用的池化技术:预先初始生成创建好的线程,等需要调用的时候拿来即用,线程完成工作后回归空闲状态,等待下一次任务的到来,这样就避免了线程频繁的创建、销毁,提高了程序的响应性能。

所以我们在做并行计算的时候一定要充分的利用线程池的相关技术,关于线程池的技术在我的另外一篇文章单独讲到,不了解的同学可以初步了解一下,面试也是必会题之一:

Java线程池基础扫盲

下面我们直接上代码:


你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

线程池+Future

多运行几次,看输出响应时间:

耗时:108ms耗时:105ms耗时:105ms

效果是不是很明显?

直接相当于一个方法的调用耗时,实际开发中如果你的一个接口经过压测耗时在100ms左右(大多数正规公司对接口性能都会要求不超过100ms),那么再通过线程池+Future并行计算的方式,并可以瞬间将你的接口性能提高上去,再也不用担心压测不过了。

有时候测试同学告诉你接口压测不过是不是觉得很没面子?那是对你职业水平很大的否定~

Java8的CompletableFuture

Future是java.util.concurrent并发包中的接口类,用来表示一个线程异步执行后的结果,有如下核心方法:

  • Future.get():阻塞调用线程,直到计算结果返回
  • Future.isDone():判断线程是否执行完毕
  • Future.cancel():取消当前线程的执行

我们可以知道的是,Future.get()是阻塞调用的,要想拿到线程执行的结果,必须是Future.get()阻塞或者while(Future.isDone())轮询方式调用。这种方式叫“主动拉(pull)”,现在都流行响应式编程,即“主动推(push)”的方式,当线程执行完了,你告诉我就好了。

Java8设计了CompletableFuture这样的一个类,我们先来看看如何用CompletableFuture来开发之前的代码:


你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

CompletableFuture并行计算

这里可以看到实现方式和Future并没有什么不同,但是CompletableFuture提供了很多方便的方法,比如代码中的allOf,thenApplyAsync,可以将多个CompletableFuture组合成一个CompletableFuture,最后调用join方法阻塞拿到结果。多次调用该接口耗时如下:

耗时:110ms耗时:108ms耗时:105ms

CompletableFuture类中有很多的方法(50+)可以供大家使用,不像Future只要那么几个方法可以使用,这也是Java自有库对Future的一个增强。

这里只是简单展示了CompletableFuture的一种用法,实际开发中大家需要根据不同的场景去选择使用不同的方法,这里对API不做具体介绍了。

Guava的ListenableFuture

总是有一些牛逼的公司牛逼的人出一些牛逼的开源组件要比官方自带的工具类要好得多,同样,谷歌开源的Guava中的ListenableFuture接口对java自带的Future接口做了进一步拓展,并且提供了静态工具类Futures。

针对上面的代码,我们看如何使用ListenableFuture来实现(与之前不同的是,Guava中需要对线程池再进行一次包装):


你应该这样去开发接口:Java多线程并行计算

执行三次请求耗时:

耗时:103ms耗时:101ms耗时:103ms

最后

以上就是如何让自己的接口并行计算起来的三种实现方式,属于日常开发中比较常用的一个小技巧,这里没有过多说明这三种方式的具体区别,实际上还需要大家不断的在开发中去使用,查阅更多相关源码和资料,只有等你真正用起来的时候,你才能有所体会!

原文 

http://developer.51cto.com/art/202001/609618.htm

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