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  • Java中如何模拟真正的同时并发请求?

    有时需要测试一下某个功能的并发性能,又不要想借助于其他工具,索性就自己的开发语言,来一个并发请求就最方便了。

    java中模拟并发请求,自然是很方便的,只要多开几个线程,发起请求就好了。但是,这种请求,一般会存在启动的先后顺序了,算不得真正的同时并发!怎么样才能做到真正的同时并发呢?是本文想说的点,java中提供了闭锁 CountDownLatch, 刚好就用来做这种事就最合适了。

    只需要:

    1. 开启n个线程,加一个闭锁,开启所有线程;

    2. 所有线程都准备好后,按下开启按钮,就可以真正的发起并发请求了。

    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,此处是非线程安全的,留坑
                private int iCounter;
    
                @Override
                public void run() {
                    for(int i = 0; i < 10; i++) {
                        // 发起请求
    //                    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 {
                            // 使线程在此等待,当开始门打开时,一起涌入门中
                            startGate.await();
                            try {
                                task.run();
                            } finally {
                                // 将结束门减1,减到0时,就可以开启结束门了
                                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...");
            // 因开启门只需一个开关,所以立马就开启开始门
            startGate.countDown();
            // 等等结束门开启
            endGate.await();
            long endTime = System.nanoTime();
            System.out.println(endTime + " [" + Thread.currentThread() + "] All thread is completed.");
            return endTime - startTime;
        }
    }
    

    其执行效果如下图所示:

    httpClientOp 工具类,可以使用 成熟的工具包,也可以自己写一个简要的访问方法,参考如下:

    class HttpClientOp {
        public static String doGet(String httpurl) {
            HttpURLConnection connection = null;
            InputStream is = null;
            BufferedReader br = null;
            String result = null;// 返回结果字符串
            try {
                // 创建远程url连接对象
                URL url = new URL(httpurl);
                // 通过远程url连接对象打开一个连接,强转成httpURLConnection类
                connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                // 设置连接方式:get
                connection.setRequestMethod("GET");
                // 设置连接主机服务器的超时时间:15000毫秒
                connection.setConnectTimeout(15000);
                // 设置读取远程返回的数据时间:60000毫秒
                connection.setReadTimeout(60000);
                // 发送请求
                connection.connect();
                // 通过connection连接,获取输入流
                if (connection.getResponseCode() == 200) {
                    is = connection.getInputStream();
                    // 封装输入流is,并指定字符集
                    br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
                    // 存放数据
                    StringBuffer sbf = new StringBuffer();
                    String temp = null;
                    while ((temp = br.readLine()) != null) {
                        sbf.append(temp);
                        sbf.append("
    ");
                    }
                    result = sbf.toString();
                }
            } catch (MalformedURLException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                // 关闭资源
                if (null != br) {
                    try {
                        br.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
    
                if (null != is) {
                    try {
                        is.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
    
                connection.disconnect();// 关闭远程连接
            }
    
            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);
                // 通过远程url连接对象打开连接
                connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                // 设置连接请求方式
                connection.setRequestMethod("POST");
                // 设置连接主机服务器超时时间:15000毫秒
                connection.setConnectTimeout(15000);
                // 设置读取主机服务器返回数据超时时间:60000毫秒
                connection.setReadTimeout(60000);
    
                // 默认值为:false,当向远程服务器传送数据/写数据时,需要设置为true
                connection.setDoOutput(true);
                // 默认值为:true,当前向远程服务读取数据时,设置为true,该参数可有可无
                connection.setDoInput(true);
                // 设置传入参数的格式:请求参数应该是 name1=value1&name2=value2 的形式。
                connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
                // 设置鉴权信息:Authorization: Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0
                connection.setRequestProperty("Authorization", "Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0");
                // 通过连接对象获取一个输出流
                os = connection.getOutputStream();
                // 通过输出流对象将参数写出去/传输出去,它是通过字节数组写出的
                os.write(param.getBytes());
                // 通过连接对象获取一个输入流,向远程读取
                if (connection.getResponseCode() == 200) {
    
                    is = connection.getInputStream();
                    // 对输入流对象进行包装:charset根据工作项目组的要求来设置
                    br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
    
                    StringBuffer sbf = new StringBuffer();
                    String temp = null;
                    // 循环遍历一行一行读取数据
                    while ((temp = br.readLine()) != null) {
                        sbf.append(temp);
                        sbf.append("
    ");
                    }
                    result = sbf.toString();
                }
            } catch (MalformedURLException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                // 关闭资源
                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();
                    }
                }
                // 断开与远程地址url的连接
                connection.disconnect();
            }
            return result;
        }
    }
    

    如上,就可以发起真正的并发请求了。

    并发请求操作流程示意图如下:

    此处设置了一道门,以保证所有线程可以同时生效。但是,此处的同时启动,也只是语言层面的东西,也并非绝对的同时并发。具体的调用还要依赖于CPU个数,线程数及操作系统的线程调度功能等,不过咱们也无需纠结于这些了,重点在于理解原理!

    与 CountDownLatch 有类似功能的,还有个工具栅栏 CyclicBarrier, 也是提供一个等待所有线程到达某一点后,再一起开始某个动作,效果一致,不过栅栏的目的确实比较纯粹,就是等待所有线程到达,而前面说的闭锁 CountDownLatch 虽然实现的也是所有线程到达后再开始,但是他的触发点其实是 最后那一个开关,所以侧重点是不一样的。

    简单看一下栅栏是如何实现真正同时并发呢?示例如下:

    // 与 闭锁 结构一致
    public class LatchTest {
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
            Runnable taskTemp = new Runnable() {
    
                private int iCounter;
    
                @Override
                public void run() {
                    // 发起请求
    //              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 {
            // 设置栅栏解除时的动作,比如初始化某些值
            CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNums, finishTask);
            // 启动 n 个线程,与栅栏阀值一致,即当线程准备数达到要求时,栅栏刚好开启,从而达到统一控制效果
            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 {
    
        // 传入栅栏,一般考虑更优雅方式
        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 {
                // 设置栅栏,使在此等待,到达位置的线程达到要求即可开启大门
                barrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + System.currentTimeMillis() + " started...");
        }
    }
    

    其运行结果如下图:

    各有其应用场景吧,关键在于需求。就本文示例的需求来说,个人更愿意用闭锁一点,因为更可控了。但是代码却是多了,所以看你喜欢吧!

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    来源:等你归去来

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