阅读之线程连接池

 

为什么使用HTTP连接池？

随着系统架构风格逐渐向前后端分离架构，微服务架构转变，RestFul风格API的开发与设计，同时SpringMVC也很好的支持了REST风格接口。各个系统之间服务的调用大多采用HTTP+JSON或HTTPS+JSON方式。
HTTP1.1默认是持久连接，HTTP1.0也可以通过在请求头中设置Connection:keep-alive使得连接成为长连接。既然HTTP协议支持长连接，那么HTTP连接同样可以使用连接池技术来管理和维护连接建立和销毁。 但是由于每次HTTP连接请求实际上都是在传输层建立的TCP连接，利用的socket进行通信，HTTP连接的保持和关闭实际上都同TCP连接的建立和关闭有关，所有每次HTTP请求都有经过TCP连接的三次握手（建立连接）和四次挥手（释放连接）的过程。所以采用HTTP连接池有以下优势：

降低了频繁建立HTTP连接的时间开销，减少了TCP连接建立和释放时socket通信服务器端资源的浪费；

支持更高的并发量；

常用HttpClient连接池API

PoolingHttpClientConnectionManager连接池管理实现类
PoolingHttpClientConnectionManager是一个HttpClient连接池实现类，实现了HttpClientConnectionManager和ConnPoolControl接口。

构造方法：
PoolingHttpClientConnectionManager():无参构造方法，从源码中可以看到该方法调用了getDefaultRegistry()来注册http协议和https协议。

常用方法：
public void setMaxTotal(int max)：该方法定义在ConnPoolControl接口中，表示设置最大连接数为max。
public void setDefaultMaxPerRoute(int max):该方法也是定义在ConnPoolControl接口中，表示将每个路由的默认最大连接数设置为max
public void setMaxPerRoute(HttpRoute route,int max)：设置某个指定路由的最大连接数，这个配置会覆盖setDefaultMaxPerRoute的某个路由的值。

常用方法
static RequestConfig.Builder custom()：静态方法，用于构建Builder 对象，然后设置相应的参数；
int getConnectionRequestTimeout()：获取从连接池获取连接的最长时间，单位是毫秒；

int getConnectTimeout()：获取创建连接的最长时间，单位是毫秒；
int getSocketTimeout()：获取数据传输的最长时间，单位是毫秒；

RequestConfig有一个静态内部类Builder，用于构建RequestConfig对象并设置请求参数，该类有以下常用方法：
public RequestConfig.Builder setConnectionRequestTimeout(int connectionRequestTimeout)：设置从连接池获取连接的最长时间，单位是毫秒；
public RequestConfig.Builder setConnectTimeout(int connectTimeout)：设置创建连接的最长时间，单位是毫秒；
public RequestConfig.Builder setSocketTimeout(int socketTimeout)：设置数据传输的最长时间，单位是毫秒；

HttpRequestRetryHandler请求重试接口
boolean retryRequest(IOException exception, int executionCount, org.apache.http.protocol.HttpContext context):实现该接口的，必须实现该方法，决定了如果一个方法执行时发生了IO异常，是否应该重试，重试executionCount次。

单线程-使用连接池管理HTTP请求

主要步骤：

1.创建HTTP的连接池管理对象cm，如下所示

PoolingHttpClientConnectionManager cm = new PoolingHttpClientConnectionManager();

2.设置最大连接数和每个路由的默认最大连接数等参数，如下所示

//将最大连接数增加到200
cm.setMaxTotal(200);
//将每个路由的默认最大连接数增加到20
cm.setDefaultMaxPerRoute(20);

3.模拟发送HttpGet请求或者HttpPost请求，注意这里创建HttpClients对象的时候需要从连接池中获取，即要设置连接池对象，当执行发生IO异常需要处理时，要实现HttpRequestRetryHandler接口；需要注意的是这里处理完请求响应后，不能关闭HttpClient对象，如果关闭连接池也会销毁。HttpClients对象创建对象所示：

CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom()
               .setConnectionManager(connectionManager)
               .setRetryHandler(retryHandler(5)).build();

4.可以开启线程来监听连接池中空闲连接，并清理无效连接，线程监听频率可以自行设置。
Java实现源码:

package com.liangpj.develop.httpclient;
import org.apache.http.HttpEntityEnclosingRequest;
import org.apache.http.HttpRequest;
import org.apache.http.NoHttpResponseException;
import org.apache.http.client.HttpRequestRetryHandler;
import org.apache.http.client.config.RequestConfig;
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
import org.apache.http.client.protocol.HttpClientContext;
import org.apache.http.conn.ConnectTimeoutException;
import org.apache.http.conn.HttpClientConnectionManager;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;
import org.apache.http.protocol.HttpContext;
import org.apache.http.util.EntityUtils;
import javax.net.ssl.SSLException;
import javax.net.ssl.SSLHandshakeException;
import java.io.IOException;
import java.io.InterruptedIOException;
import java.net.UnknownHostException;

/**
* 单线程-使用连接池管理HTTP请求
* @author: liangpengju
* @version: 1.0
*/
public class HttpConnectManager {

   public static void main(String[] args) throws Exception {
       //创建HTTP的连接池管理对象
       PoolingHttpClientConnectionManager connectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();
        //将最大连接数增加到200
       connectionManager.setMaxTotal(200);
       //将每个路由的默认最大连接数增加到20
       connectionManager.setDefaultMaxPerRoute(20);
       //将http://www.baidu.com:80的最大连接增加到50
       //HttpHost httpHost = new HttpHost("http://www.baidu.com",80);
       //connectionManager.setMaxPerRoute(new HttpRoute(httpHost),50);

       //发起3次GET请求
       String url ="https://www.baidu.com/s?word=java";
       long start = System.currentTimeMillis();
       for (int i=0;i<100;i++){
           doGet(connectionManager,url);
       }
       long end = System.currentTimeMillis();
       System.out.println("consume -> " + (end - start));

       //清理无效连接
       new IdleConnectionEvictor(connectionManager).start();
   }

   /**
    * 请求重试处理
    * @param tryTimes 重试次数
    * @return
    */
   public static HttpRequestRetryHandler retryHandler(final int tryTimes){

       HttpRequestRetryHandler httpRequestRetryHandler = new HttpRequestRetryHandler() {
           @Override
           public boolean retryRequest(IOException exception, int executionCount, HttpContext context) {
                // 如果已经重试了n次，就放弃
               if (executionCount >= tryTimes) {
                   return false;
               }
               // 如果服务器丢掉了连接，那么就重试
               if (exception instanceof NoHttpResponseException) {
                   return true;
               }
               // 不要重试SSL握手异常
               if (exception instanceof SSLHandshakeException) {
                   return false;
               }
               // 超时
               if (exception instanceof InterruptedIOException) {
                   return false;
               }
               // 目标服务器不可达
               if (exception instanceof UnknownHostException) {
                   return true;
               }
               // 连接被拒绝
               if (exception instanceof ConnectTimeoutException) {
                   return false;
               }
               // SSL握手异常
               if (exception instanceof SSLException) {
                   return false;
               }
               HttpClientContext clientContext = HttpClientContext .adapt(context);
               HttpRequest request = clientContext.getRequest();
               // 如果请求是幂等的，就再次尝试
               if (!(request instanceof HttpEntityEnclosingRequest)) {
                   return true;
               }
               return false;
           }
       };
       return httpRequestRetryHandler;
   }

   /**
    * doGet
    * @param url 请求地址
    * @param connectionManager
    * @throws Exception
    */
   public static void doGet(HttpClientConnectionManager connectionManager,String url) throws Exception {
        //从连接池中获取client对象，多例
       CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom()
               .setConnectionManager(connectionManager)
               .setRetryHandler(retryHandler(5)).build();

       // 创建http GET请求
       HttpGet httpGet = new HttpGet(url);
       // 构建请求配置信息
       RequestConfig config = RequestConfig.custom().setConnectTimeout(1000) // 创建连接的最长时间
                .setConnectionRequestTimeout(500) // 从连接池中获取到连接的最长时间
               .setSocketTimeout(10 * 1000) // 数据传输的最长时间10s
               .setStaleConnectionCheckEnabled(true) // 提交请求前测试连接是否可用
               .build();
       // 设置请求配置信息
       httpGet.setConfig(config);

       CloseableHttpResponse response = null;
       try {
           // 执行请求
           response = httpClient.execute(httpGet);
           // 判断返回状态是否为200
           if (response.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
               String content = EntityUtils.toString(response.getEntity(), "UTF-8");
               System.out.println("内容长度：" + content.length());
           }
       } finally {
           if (response != null) {
               response.close();
           }
           // 此处不能关闭httpClient，如果关闭httpClient，连接池也会销毁
           // httpClient.close();
       }
   }

   /**
    * 监听连接池中空闲连接，清理无效连接
    */
   public static class IdleConnectionEvictor extends Thread {

       private final HttpClientConnectionManager connectionManager;

       private volatile boolean shutdown;

       public IdleConnectionEvictor(HttpClientConnectionManager connectionManager) {
           this.connectionManager = connectionManager;
       }

       @Override
       public void run() {
           try {
               while (!shutdown) {
                   synchronized (this) {
                       //3s检查一次
                       wait(3000);
                       // 关闭失效的连接
                       connectionManager.closeExpiredConnections();
                   }
               }
           } catch (InterruptedException ex) {
               // 结束
               ex.printStackTrace();
           }
       }

       public void shutdown() {
           shutdown = true;
           synchronized (this) {
               notifyAll();
           }
       }
   }
}

多线程-HttpClient连接池管理HTTP请求实例

主要步骤：

1.创建HTTP的连接池管理对象cm，如下所示

PoolingHttpClientConnectionManager cm = new PoolingHttpClientConnectionManager();

2.设置最大连接数和每个路由的默认最大连接数等参数，如下所示

//将最大连接数增加到200
cm.setMaxTotal(200);
//将每个路由的默认最大连接数增加到20
cm.setDefaultMaxPerRoute(20);

3.创建HttpClients对象的并设置连接池对象，HttpClients对象创建对象所示：

CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom().setConnectionManager(connectionManager).build();

4.继承Thread类实现一个执行Get请求线程类GetThread，重载run()方法，执行HttpGet请求；

5.定义要请求的URI地址为数组形式，为每一个URI创建一个GetThread线程，并启动所有线程；
Java实现源码:

package com.liangpj.develop.httpclient;
import org.apache.http.HttpEntity;
import org.apache.http.client.ClientProtocolException;
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
import org.apache.http.client.protocol.HttpClientContext;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;
import org.apache.http.protocol.HttpContext;
import java.io.IOException;

/**
* 多线程-HttpClient连接池管理HTTP请求实例
*/
public class MultiThreadHttpConnManager {
   public static void main(String[] args) {
       //连接池对象
       PoolingHttpClientConnectionManager connectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();
      //将最大连接数增加到200
       connectionManager.setMaxTotal(200);
       //将每个路由的默认最大连接数增加到20
       connectionManager.setDefaultMaxPerRoute(20);
       //HttpClient对象
       CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom().setConnectionManager(connectionManager).build();
        //URIs to DoGet
       String[] urisToGet = {
               "https://www.baidu.com/s?word=java",
               "https://www.baidu.com/s?word=java",
               "https://www.baidu.com/s?word=java",
               "https://www.baidu.com/s?word=java"
       };
       //为每一个URI创建一个线程
       GetThread[] threads = new GetThread[urisToGet.length];
       for (int i=0;i<threads.length;i++){
           HttpGet httpGet = new HttpGet(urisToGet[i]);
           threads[i] = new GetThread(httpClient,httpGet);
       }
       //启动线程
       for (int j=0;j<threads.length;j++){
           threads[j].start();
       }
       //join 线程
       for(int k=0;k<threads.length;k++){
           try {
               threads[k].join();
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
   }

   /**
    * 执行Get请求线程
    */
   public static class GetThread extends Thread{
       private final CloseableHttpClient httpClient;
       private final HttpContext context;
       private final HttpGet httpget;
       public GetThread(CloseableHttpClient httpClient, HttpGet httpget) {
           this.httpClient = httpClient;
           this.context = HttpClientContext.create();
           this.httpget = httpget;
       }
       @Override
       public void run() {
           try {
               CloseableHttpResponse response = httpClient.execute(httpget,context);
               try {
                   HttpEntity entity = response.getEntity();
               }finally {
                   response.close();
               }
           }catch (ClientProtocolException ex){
               //处理客户端协议异常
           }catch (IOException ex){
               //处理客户端IO异常
           }
       }
   }
}