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Java 中如何模擬真正的同時併發請求?

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來源:等你歸去來 ,

www.cnblogs.com/yougewe/p/9745198.html

有時需要測試一下某個功能的併發性能,又不要想借助於其他工具,索性就自己的開發語言,來一個併發請求就最方便了。

Java 中模擬併發請求,自然是很方便的,只要多開幾個執行緒,發起請求就好了。但是,這種請求,一般會存在啟動的先後順序了,算不得真正的同時併發!怎麼樣才能做到真正的同時併發呢?是本文想說的點,Java 中提供了閉鎖 CountDownLatch, 剛好就用來做這種事就最合適了。

只需要:

  1. 開啟n個執行緒,加一個閉鎖,開啟所有執行緒;

  2. 待所有執行緒都準備好後,按下開啟按鈕,就可以真正的發起併發請求了。

package com.test;

 

import java.io.BufferedReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.OutputStream;

import java.net.HttpURLConnection;

import java.net.MalformedURLException;

import java.net.URL;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

 

public class LatchTest {

 

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Runnable taskTemp = new Runnable() {

 

       // 註意,此處是非執行緒安全的,留坑

            private int iCounter;

 

            @Override

            public void run() {

                for(int i = 0; i < 10; i++) {

                    // 發起請求

//                    HttpClientOp.doGet(“https://www.baidu.com/”);

                    iCounter++;

                    System.out.println(System.nanoTime() + ” [” + Thread.currentThread().getName() + “] iCounter = ” + iCounter);

                    try {

                        Thread.sleep(100);

                    } catch (InterruptedException e) {

                        e.printStackTrace();

                    }

                }

            }

        };

 

        LatchTest latchTest = new LatchTest();

        latchTest.startTaskAllInOnce(5, taskTemp);

    }

 

    public long startTaskAllInOnce(int threadNums, final Runnable task) throws InterruptedException {

        final CountDownLatch startGate = new CountDownLatch(1);

        final CountDownLatch endGate = new CountDownLatch(threadNums);

        for(int i = 0; i < threadNums; i++) {

            Thread t = new Thread() {

                public void run() {

                    try {

                        // 使執行緒在此等待,當開始門打開時,一起涌入門中

                        startGate.await();

                        try {

                            task.run();

                        } finally {

                            // 將結束門減1,減到0時,就可以開啟結束門了

                            endGate.countDown();

                        }

                    } catch (InterruptedException ie) {

                        ie.printStackTrace();

                    }

                }

            };

            t.start();

        }

        long startTime = System.nanoTime();

        System.out.println(startTime + ” [” + Thread.currentThread() + “] All thread is ready, concurrent going…”);

        // 因開啟門只需一個開關,所以立馬就開啟開始門

        startGate.countDown();

        // 等等結束門開啟

        endGate.await();

        long endTime = System.nanoTime();

        System.out.println(endTime + ” [” + Thread.currentThread() + “] All thread is completed.”);

        return endTime – startTime;

    }

}

其執行效果如下圖所示:

HttpClientOp  工具類,可以使用 成熟的工具包,也可以自己寫一個簡要的訪問方法,參考如下:

class HttpClientOp {

    public static String doGet(String httpurl) {

        HttpURLConnection connection = null;

        InputStream is = null;

        BufferedReader br = null;

        String result = null;// 傳回結果字串

        try {

            // 創建遠程url連接物件

            URL url = new URL(httpurl);

            // 通過遠程url連接物件打開一個連接,強轉成httpURLConnection類

            connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

            // 設置連接方式:get

            connection.setRequestMethod(“GET”);

            // 設置連接主機服務器的超時時間:15000毫秒

            connection.setConnectTimeout(15000);

            // 設置讀取遠程傳回的資料時間:60000毫秒

            connection.setReadTimeout(60000);

            // 發送請求

            connection.connect();

            // 通過connection連接,獲取輸入流

            if (connection.getResponseCode() == 200) {

                is = connection.getInputStream();

                // 封裝輸入流is,並指定字符集

                br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, “UTF-8”));

                // 存放資料

                StringBuffer sbf = new StringBuffer();

                String temp = null;

                while ((temp = br.readLine()) != null) {

                    sbf.append(temp);

                    sbf.append(“\r\n”);

                }

                result = sbf.toString();

            }

        } catch (MalformedURLException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            // 關閉資源

            if (null != br) {

                try {

                    br.close();

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

 

            if (null != is) {

                try {

                    is.close();

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

 

            connection.disconnect();// 關閉遠程連接

        }

 

        return result;

    }

 

    public static String doPost(String httpUrl, String param) {

 

        HttpURLConnection connection = null;

        InputStream is = null;

        OutputStream os = null;

        BufferedReader br = null;

        String result = null;

        try {

            URL url = new URL(httpUrl);

            // 通過遠程url連接物件打開連接

            connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

            // 設置連接請求方式

            connection.setRequestMethod(“POST”);

            // 設置連接主機服務器超時時間:15000毫秒

            connection.setConnectTimeout(15000);

            // 設置讀取主機服務器傳回資料超時時間:60000毫秒

            connection.setReadTimeout(60000);

 

            // 預設值為:false,當向遠程服務器傳送資料/寫資料時,需要設置為true

            connection.setDoOutput(true);

            // 預設值為:true,當前向遠程服務讀取資料時,設置為true,該引數可有可無

            connection.setDoInput(true);

            // 設置傳入引數的格式:請求引數應該是 name1=value1&name2;=value2 的形式。

            connection.setRequestProperty(“Content-Type”, “application/x-www-form-urlencoded”);

            // 設置鑒權信息:Authorization: Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0

            connection.setRequestProperty(“Authorization”, “Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0”);

            // 通過連接物件獲取一個輸出流

            os = connection.getOutputStream();

            // 通過輸出流物件將引數寫出去/傳輸出去,它是通過位元組陣列寫出的

            os.write(param.getBytes());

            // 通過連接物件獲取一個輸入流,向遠程讀取

            if (connection.getResponseCode() == 200) {

 

                is = connection.getInputStream();

                // 對輸入流物件進行包裝:charset根據工作專案組的要求來設置

                br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, “UTF-8”));

 

                StringBuffer sbf = new StringBuffer();

                String temp = null;

                // 迴圈遍歷一行一行讀取資料

                while ((temp = br.readLine()) != null) {

                    sbf.append(temp);

                    sbf.append(“\r\n”);

                }

                result = sbf.toString();

            }

        } catch (MalformedURLException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            // 關閉資源

            if (null != br) {

                try {

                    br.close();

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            if (null != os) {

                try {

                    os.close();

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            if (null != is) {

                try {

                    is.close();

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

            // 斷開與遠程地址url的連接

            connection.disconnect();

        }

        return result;

    }

}

如上,就可以發起真正的併發請求了。

併發請求操作流程示意圖如下:

此處設置了一道門,以保證所有執行緒可以同時生效。但是,此處的同時啟動,也只是語言層面的東西,也並非絕對的同時併發。具體的呼叫還要依賴於CPU個數,執行緒數及操作系統的執行緒調度功能等,不過咱們也無需糾結於這些了,重點在於理解原理!

與 CountDownLatch 有類似功能的,還有個工具柵欄 CyclicBarrier, 也是提供一個等待所有執行緒到達某一點後,再一起開始某個動作,效果一致,不過柵欄的目的確實比較純粹,就是等待所有執行緒到達,而前面說的閉鎖 CountDownLatch 雖然實現的也是所有執行緒到達後再開始,但是他的觸發點其實是最後那一個開關,所以側重點是不一樣的。

簡單看一下柵欄是如何實現真正同時併發呢?示例如下:

// 與 閉鎖 結構一致

public class LatchTest {

 

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

 

        Runnable taskTemp = new Runnable() {

 

            private int iCounter;

 

            @Override

            public void run() {

                // 發起請求

//              HttpClientOp.doGet(“https://www.baidu.com/”);

                iCounter++;

                System.out.println(System.nanoTime() + ” [” + Thread.currentThread().getName() + “] iCounter = ” + iCounter);

            }

        };

 

        LatchTest latchTest = new LatchTest();

//        latchTest.startTaskAllInOnce(5, taskTemp);

        latchTest.startNThreadsByBarrier(5, taskTemp);

    }

 

    public void startNThreadsByBarrier(int threadNums, Runnable finishTask) throws InterruptedException {

        // 設置柵欄解除時的動作,比如初始化某些值

        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNums, finishTask);

        // 啟動 n 個執行緒,與柵欄閥值一致,即當執行緒準備數達到要求時,柵欄剛好開啟,從而達到統一控制效果

        for (int i = 0; i < threadNums; i++) {

            Thread.sleep(100);

            new Thread(new CounterTask(barrier)).start();

        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” out over…”);

    }

}

 

class CounterTask implements Runnable {

 

    // 傳入柵欄,一般考慮更優雅方式

    private CyclicBarrier barrier;

 

    public CounterTask(final CyclicBarrier barrier) {

        this.barrier = barrier;

    }

 

    public void run() {

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” – ” + System.currentTimeMillis() + ” is ready…”);

        try {

            // 設置柵欄,使在此等待,到達位置的執行緒達到要求即可開啟大門

            barrier.await();

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (BrokenBarrierException e) {

            e.printStackTrace();

        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ” – ” + System.currentTimeMillis() + ” started…”);

    }

}

其運行結果如下圖:

各有其應用場景吧,關鍵在於需求。就本文示例的需求來說,個人更願意用閉鎖一點,因為更可控了。但是代碼卻是多了,所以看你喜歡吧!

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