浅入浅出,谈谈服务化体系中的异步(上) | 花钱的年华

来源:calvin1978.blogcn.com 2016-05-03 13:37:00

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一个懂Akka、RxJava,看得懂《七周七并发》的人,和普通程序员完全是两个世界的人。

那作为一个羞涩的普通程序员,怎么在自己的服务化体系里,满足自己的异步化需求呢?我的思路是这样的:

1.先认清自己的需求,不要一开始就站到某个技术上,再倒叙自己的需求。

2.然后从浅入深,分析可以用什么样的技术满足该层次的需求,依然避免一下就冲到某个技术上,比如Akka入门到放弃。

3.最后找出一条相对平稳的技术路线,能够贯穿各个层次的需求,而且最好不那么考验使用者的智商。

1.需求篇

1.1通过并行的远程调用,缩短总的响应延时。

服务处理的过程中,总会包含如下几类的远程调用:

服务层:RESTful,RPC框架

数据层:JDBC,Memcached,Redis,ZooKeeper...

消息层:Kafka,RabbitMQ...

有些客户端已经支持异步,比如大部分的RPC框架、RESTfulClient、SpyMemcached、ZooKeeper、Kafka等。在异步接口之中,又分返回Future与设置用户自定义的CallBack类两种风格。

但有些客户端还是同步的,比如JDBC,Jedis,在讨论方案时需要把它们也考虑进去。

并行执行的机会有两种:

一是服务提供者没有提供批量接口,比如商品查询,只能以不同的ID分次调用(题外话,始终服务方提供批量接口会更好些)。

一是两个调用之间没有依赖关系,一个调用的参数并不依赖另一个调用的返回结果,比如查询商品信息与查询库存。

并行调用又分两个层次:

一是简单并行,把所有可并行的服务一下子都撒出去,然后等待所有的异步调用返回,简单的Future.get()就够用。

还有一种特例的场景是,先调一个异步接口,然后做一些同步的事情,再回头Future.get()拿之前异步调用的结果,这也达到了节省总响应时间的效果。

二是调用编排,比如一开始并行A、B、C、D服务,一旦A与B返回则根据结果调用E,一旦C返回则调用F,最后组装D、E、F的结果返回给客户端。

如果各个服务返回的时间不固定,如果还是简单的并行,没办法做到最高效的调度,必须有一种机制,定义A与B返回立刻调用D,C返回则立刻调用E。此时就需要或Akka,或RxJava,或JDK8的CompleteableFuture与Guava的ListenenableFuture(类似其他语言的Promise),基于Actor/Callback机制来编排了。

1.2希望能用少量的固定线程,处理海量的并发请求。

这个概念并不陌生,NIO就是这个思路。

但是即使你用了Netty的NIO或Servlet3.0的异步Servlet或,也只是解决了传输层面用少量传输线程处理海量并发的传输,并在入口层的编程模式上提供了异步化的可能性。

如果你的服务线程里存在阻塞的远程调用,那线程还是会等待在远程调用上而无法处理海量请求,即使异步化如Future.get(),也依然是等待。

所以,你必须有办法在阻塞等待时把线程给交回去,比如服务线程里采用全异步化的Callback模式,或引入Akka的Actor模式,或基于Quasar引入纤程协程的概念。

1.3小结

在我看来,客户端简单并行->客户端并行编排->服务端少量线程处理海量请求。对于大部分普通项目,是由浅入深三个层次的需求。

2.第一层,简单并行实现篇

2.1最简单写法

最简单就是并发的调用一堆返回Future的异步接口,再一个个Get回来,最慢的那个会阻塞住其他:

Future<Product> productFuture=productService.query(id);

Future<Long>stockFuture=stockService.query(id);

.......

Productproduct=productFuture.get();

Longstock=stockFuture.get();

HttpClient有一个HttpAsyncClient的子项目提供Http的异步访问:

HttpGetrequest1=newHttpGet("http://www.apache.org/");

Future<HttpResponse>future=httpclient.execute(request1,null);

HttpResponseresponse1=future.get();

Spring的RestTemplate同样有AsyncRestTemplate:

Future<ResponseEntity<String>>futureEntity=template.getForEntity("http://www.apache.org/",String.class);

ResponseEntity<String>entity=futureEntity.get();

其他类似的不一一列举。

2.异步接口只有Callback形式时

但如果异步接口只能设置自定义Callback函数,不返回Future呢?比如Thrift就是这样。

Callback函数在这种并行调用场景里并不好用,因此建议还是要转换回Future接口使用。

转换的方法很简单,自己实现一个默认的Callback类,里面包含一个Future,然后实现Callback接口所定义的onSucess()和onFail()函数,将结果与异常赋值到Future中。

DefaultFutureCallback<Long>callback=newDefaultFutureCallback<Long>();

myService.getPrice(1L,callback);

Stringresult=callback.getFuture().get();

至于Future类的实现,随便抄个HttpClient的BasicFuture就好了。

3.对付同步接口

同步接口如JDBC与Jedis,只能在调用它们的地方实现Callable接口,异步的跑在另一个线程池里来完成并行调度。但这其实引入了线程调度的消耗,不得而为之,不可滥用。

Future<Product>future=executor.submit(newCallable<Product>(){

@Override

publicProductcall()throwsException{

returnproductDao.query(id);

}

});

题外话,executor中返回的Future的实现类叫FutureTask,它能以Callable或Runnable+预设result作为参数构建。executor.submit()又接受Callable或Runnable+预设result做参数,内部构建FutureTask。FutureTask本身又是个Runnable,网上有些例子让大家自己把Callable构造成FutureTask,再以Runnable的身份传给executor,其实不好。

如果是JDK8,用Lambda就可以写得短一些,和平时同步写法也差不多了。

Future<Product>future=executor.submit(()->productDao.query(id));

最后,同步改异步后,原来存在ThreadLocal中的东西如TraceId就没有了,要用一个Context之类的在进出的时候复制。

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