Bug复盘：接口异步返回的重要性

前言

最近接收了一个老项目，突然甲方 QA 报了一个 bug，连续请求 60 次，成功 8 次，后面的 52 次全部失败，而且成功的 case 返回时间普遍较长。看了日志，并非业务上的异常。这让刚毕业没什么经验的我，顿时陷入了沉思。但回过神来考虑了一下，大胆才猜测，可能是网络问题或者是并发请求上的问题。

但其实业务异常相对容易排查，而网络或者并发的问题会相对难一些，刚好自己对于服务器服务器请求处理的流程也不太清楚，所以就花了时间看了下，最后基本断定是接口是实现方式出现了问题，重新改写成异步接口后问题基本解决。

所以今天就打算复盘一下，聊聊 tomcat 处理请求的流程，心里好有个数，以及对于某些场合下接口异步返回的重要性。

Tomcat 请求流程

项目是 Spring Boot 开发的，默认用 jar 包部署，实际上就是运行在一个内嵌的 tomcat 中，所以下面就简单理一下 tomcat 处理并发请求的基本流程。这里不具体涉及到相关的组件以及源码，仅仅是梳理过程。

基本的 HTTP 请求处理的过程如下图，其中 Connector 和 Engine 是 tomcat 内置的组件。

1. Connector 会监听响应的端口，例如 80 或 443，新的 HTTP 请求过来后会做响应的处理。
2. Connector 接受请求后，将其封装成 Request 对象，并创建线程来处理。tomcat 默认可以处理的并发数为 200 个（通过 maxThreads 参数设置），实际的处理速度取决于我们自己实现的服务程序；超出 maxThreads 部分，tomcat 仍然不断接收，但最多不能超过 maxConnector 设置的数，默认 1w 个；超过 maxConnector 的部分，tomcat 仍然不断接收，但不做处理，放入 Connector 创建的一个队列中，但最多不能超过 acceptCount，超过则拒绝（也就是我们所说的，服务器卡死、挂了）。
3. 配置时 Connector 会与 Engine 进行绑定，新创建的线程会在 pipeline 中有序等待 Engine 进行处理，其中就包含了 servlet 和 Spring MVC 的处理流程。
4. Engine 处理完成后会将结果返回给对应的 Connector，再做进一步封装后返回给 HTTP 请求的一方。

清楚了上述流程之后，基本上对于服务器如何处理并发请求有了一个基本的概念，当并发量大的时候，可以对上述参数进行改动，以适应自己的项目。

接口异步返回的重要性

在回到之前讲的项目上来，可以看到 tomcat 默认配置就已经具有不小的并发量了，并且在 Spring Boot 中 Controller 是单例的，且每个请求的处理互不相关，但是为什么接口返回的速度仍然不似预期呢？这其实和这个项目的业务时有关的。

这个接口是对算法的集成，发起请求后需要通过 HTTP 调用算法处理返回结果，请求调用的速度远大于接口处理的速度，再者算法依赖于独占的 GPU，也就意味着一个请求在处理时，其他请求必须等待。而之前实现的接口是同步的，且设置的算法接口返回的 timeout 为 15s，因此当请求积累到一定数量时，后续等待时间超过 15s，直接返回了异常的结果，导致后续请求全部失败。

显然，在处理速度低于请求速度的接口，并且依赖资源是独占或者很紧张的场景下，通过同步的形式返回接口是不可取的。由于接口占用的资源有限，可以理解成将此接口加上了一个 synchronized，后续请求过来都会无限制等待，或者设置了 timeout，无限制拒绝服务，这两种情况都不是我们想要的。

异步就是一种更优雅的形式，请求发送后，接口的调用者可以继续干别的事，请求处理完后会自动通知给调用者。并且在 Java 中的实现也是比较简单的，直接创建一个线程池来接收请求就可以了，线程池自带阻塞队列已经很好地帮我们处理排队这个场景，分布式场景则需要考虑用 redis 或者成熟的 mq 框架来进行调度了。调用者额外需要实现一个 callback 接口来接收处理完后的结果。这样再多的请求都能够有序的获取到处理的结果，无非是耗时的长短问题罢了。

@RequestMapping(value = "handleTask", method = RequestMethod.POST)
public RestResult handleTask(HttpServletRequest request,String callbackUrl) {
    mServerPool.submit((Runnable) SpringUtil.getBean("imageTask", callbackUrl));
    return new RestResult();
}

其实，用过支付宝支付 API 的开发者应该很熟悉这个套路，因为阿里也是这么在做的，发起支付后，用户有一段时间可以确认支付，因此这个过程并非实时返回的，所有会有一个 callback 接口，用于实现用户支付完成的后的业务逻辑，当用户完成支付后，支付宝服务器会回调到这个接口，完成最终的一个业务。

总结

以前一直觉得异步、并发很抽象，学习的时候也总是那么几个 demo（交叉输出、生产者消费者 etc.），但是真正遇到这么一个场景的时候，发现一切都是水到渠成的。只有在不断的实践中，才能调整对某一编程思想的认识，有新的体会。