异步servlet是servlet3.0开始支持的，对于单次访问来讲，同步的servlet相比异步的servlet在响应时长上并不会带来变化(这也是常见的误区之一)，但对于高并发的服务而言异步servlet能增加服务端的吞吐量。本篇来从源码角度上来探究为何说异步servlet能增加服务端的吞吐量的？
首先来个简单的异步servlet的demo
@WebServlet(
name = "asynchelloServlet",
urlPatterns = {"/asynchello"},
asyncSupported = true
)
public class AsyncHelloServlet extends HttpServlet {
private static final ThreadPoolExecutor executor;
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
AsyncContext ctx = req.startAsync();
executor.execute(() -> {
System.out.println("AsyncHello Start->" + LocalDateTime.now());
try {
PrintWriter writer = ctx.getResponse().getWriter();
writer.write("asyncHelloWorld");
} catch (IOException var2) {
var2.printStackTrace();
}
ctx.complete();
System.out.println("AsyncHello End->" + LocalDateTime.now());
});
}
static {
executor = new ThreadPoolExecutor(10, 20, 5000L, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue(100));
}
}
上面的代码写异步servlet的写法最关键的就是
-
AsyncContext ctx = req.startAsync() -
ctx.complete()
我们先讲讲下当逻辑进入servlet之前，tomcat经历了哪些步骤：
-
tcp三次握手后 -
Acceptor线程处理 socket accept -
Acceptor线程处理 注册registered OP_READ到多路复用器 -
ClientPoller线程 监听多路复用器的事件(OP_READ)触发 -
从tomcat的work线程池取一个工作线程来处理socket[http-nio-8080-exec-xx]，下面几个步骤也都是在work线程中进行处理的 -
因为是http协议所以用Http11Processor来解析协议 -
CoyoteAdapter来适配包装成Request和Response对象 -
开始走pipeline管道(Valve),最后一个invoke的是把我们的servlet对象包装的StandardWrapperValve管道
接下来就走到我们的servlet，由于是我们是异步的servlet，
1. req.startAsync()
@Override
public AsyncContext startAsync(ServletRequest request,
ServletResponse response) {
if (!isAsyncSupported()) {
IllegalStateException ise =
new IllegalStateException(sm.getString("request.asyncNotSupported"));
log.warn(sm.getString("coyoteRequest.noAsync",
StringUtils.join(getNonAsyncClassNames())), ise);
throw ise;
}
if (asyncContext == null) {
asyncContext = new AsyncContextImpl(this);
}
//修改状态机
asyncContext.setStarted(getContext(), request, response,
request==getRequest() && response==getResponse().getResponse());
asyncContext.setTimeout(getConnector().getAsyncTimeout());
return asyncContext;
}
从这里开始有2个线程我们要特别关注它们分别做了哪些事情：
-
tomcat的work线程 -
我们自定义的业务线程
当在tomcat的work线程中调用startAsync(),会创建了一个异步的上下文(AsyncContext)，并且异步的上下文(AsyncContext)会设置这个状态机状态为 STARTING， 然后把这个异步上下文放到了我们的自定义线程池中去执行，
对于异步的servlet，有一个专门的状态机来控制：AsyncMachine，如下图
那状态机的扭转控制肯定也做针对异步做了什么特殊处理
这里是一个Socket状态的切换的处理逻辑，在异步servlet的时候是通过AsyncMachined的状态来连动Socket状态
如上图异步状态机的切换过程为：
DISPATCHED(初始)->STARTING->STARTED->COMPLETING
Socket的状态的切换为：LONG
对于tomcat的work线程而言，servlet调用就结束了！ 正常来说，如果是同步servlet的话，request和response会在servlet执行完成后由tomcat释放掉！
异步的话 在这个时机request和response肯定不能释放掉，释放那不就没得完了！
虽然Request和Response没有释放，但是这根work线程回到tomcat的线程池中去了(非核心线程的话那就释放)。
2. ctx.complete()
回到我们的业务线程，处理完业务逻辑后，调用ctx.complete()
@Override
public void complete() {
if (log.isDebugEnabled()) {
logDebug("complete ");
}
check();
//更改异步状态机
request.getCoyoteRequest().action(ActionCode.ASYNC_COMPLETE, null);
}
注意：COMPLETING是在我们的自定义的业务线程改变的！
修改状态会触发 新开一个tomcat工作线程 
异步状态状态切换：
COMPLETING->DISPATCHED
Socket状态切换为ASYNC_END
如下图，一次异步的完整过程如下图：
总结
研究了整个如何异步的过程，虽然这个状态机的切换挺绕的，会发现在异步servlet中，最大的改变是为了尽快的释放tomcat的work线程，让它有机会请求新accept过来的请求，接受更多的请求，当在自定义线程池中处理好业务逻辑后，在去启动新的tomcat的work线程来处理response，这样不就很好理解了为什么说异步servlet能增加服务端的吞吐量了对吧！
思考：
-
SpringBoot的@EnableAsync背后是异步servlet吗？
-
servlet 3.1的non-blocking I/O 解决了3.0的什么问题？
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