Java中如何模擬真正的同時并發(fā)請求？
2018-10-08 來源：importnew
原文出處： 等你歸去來
有時需要測試一下某個功能的并發(fā)性能，又不要想借助于其他工具，索性就自己的開發(fā)語言，來一個并發(fā)請求就最方便了。
Java 中模擬并發(fā)請求，自然是很方便的，只要多開幾個線程，發(fā)起請求就好了。但是，這種請求，一般會存在啟動的先后順序了，算不得真正的同時并發(fā)！怎么樣才能做到真正的同時并發(fā)呢？是本文想說的點(diǎn)，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：
- 開啟n個線程，加一個閉鎖，開啟所有線程；
- 待所有線程都準(zhǔn)備好后，按下開啟按鈕，就可以真正的發(fā)起并發(fā)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() {
// 注意，此處是非線程安全的，留坑
private int iCounter;
@Override
public void run() {
for(int i = 0; i < 10; i++) {
// 發(fā)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 {
// 使線程在此等待，當(dāng)開始門打開時，一起涌入門中
startGate.await();
try {
task.run();
} finally {
// 將結(jié)束門減1，減到0時，就可以開啟結(jié)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(guān)，所以立馬就開啟開始門
startGate.countDown();
// 等等結(jié)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(zhí)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;// 返回結(jié)果字符串
try {
// 創(chuàng)建遠(yuǎn)程url連接對象
URL url = new URL(httpurl);
// 通過遠(yuǎn)程url連接對象打開一個連接，強(qiáng)轉(zhuǎn)成httpURLConnection類
connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
// 設(shè)置連接方式：get
connection.setRequestMethod("GET");
// 設(shè)置連接主機(jī)服務(wù)器的超時時間：15000毫秒
connection.setConnectTimeout(15000);
// 設(shè)置讀取遠(yuǎn)程返回的數(shù)據(jù)時間：60000毫秒
connection.setReadTimeout(60000);
// 發(fā)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，并指定字符集
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
// 存放數(shù)據(jù)
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(guān)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(guān)閉遠(yuǎn)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(yuǎn)程url連接對象打開連接
connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
// 設(shè)置連接請求方式
connection.setRequestMethod("POST");
// 設(shè)置連接主機(jī)服務(wù)器超時時間：15000毫秒
connection.setConnectTimeout(15000);
// 設(shè)置讀取主機(jī)服務(wù)器返回數(shù)據(jù)超時時間：60000毫秒
connection.setReadTimeout(60000);
// 默認(rèn)值為：false，當(dāng)向遠(yuǎn)程服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)/寫數(shù)據(jù)時，需要設(shè)置為true
connection.setDoOutput(true);
// 默認(rèn)值為：true，當(dāng)前向遠(yuǎn)程服務(wù)讀取數(shù)據(jù)時，設(shè)置為true，該參數(shù)可有可無
connection.setDoInput(true);
// 設(shè)置傳入?yún)?shù)的格式:請求參數(shù)應(yīng)該是 name1=value1&name2=value2 的形式。
connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
// 設(shè)置鑒權(quán)信息：Authorization: Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0
connection.setRequestProperty("Authorization", "Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0");
// 通過連接對象獲取一個輸出流
os = connection.getOutputStream();
// 通過輸出流對象將參數(shù)寫出去/傳輸出去,它是通過字節(jié)數(shù)組寫出的
os.write(param.getBytes());
// 通過連接對象獲取一個輸入流，向遠(yuǎn)程讀取
if (connection.getResponseCode() == 200) {
is = connection.getInputStream();
// 對輸入流對象進(jìn)行包裝:charset根據(jù)工作項目組的要求來設(shè)置
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
StringBuffer sbf = new StringBuffer();
String temp = null;
// 循環(huán)遍歷一行一行讀取數(shù)據(jù)
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(guān)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(yuǎn)程地址url的連接
connection.disconnect();
}
return result;
}
}
如上，就可以發(fā)起真正的并發(fā)請求了。
并發(fā)請求操作流程示意圖如下：
此處設(shè)置了一道門，以保證所有線程可以同時生效。但是，此處的同時啟動，也只是語言層面的東西，也并非絕對的同時并發(fā)。具體的調(diào)用還要依賴于CPU個數(shù)，線程數(shù)及操作系統(tǒng)的線程調(diào)度功能等，不過咱們也無需糾結(jié)于這些了，重點(diǎn)在于理解原理！
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線程到達(dá)某一點(diǎn)后，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，就是等待所有線程到達(dá)，而前面說的閉鎖 CountDownLatch 雖然實現(xiàn)的也是所有線程到達(dá)后再開始，但是他的觸發(fā)點(diǎn)其實是最后那一個開關(guān)，所以側(cè)重點(diǎn)是不一樣的。
簡單看一下柵欄是如何實現(xiàn)真正同時并發(fā)呢？示例如下：
// 與 閉鎖 結(jié)構(gòu)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(fā)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(shè)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 個線程，與柵欄閥值一致，即當(dāng)線程準(zhǔn)備數(shù)達(dá)到要求時，柵欄剛好開啟，從而達(dá)到統(tǒng)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(yōu)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(shè)置柵欄，使在此等待，到達(dá)位置的線程達(dá)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(yùn)行結(jié)果如下圖：
各有其應(yīng)用場景吧，關(guān)鍵在于需求。就本文示例的需求來說，個人更愿意用閉鎖一點(diǎn)，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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