浅入浅出,谈谈服务化体系中的异步(上)

niuwenyong 4年前
   <p>一个懂Akka、RxJava,看得懂《七周七并发》的人,和普通程序员完全是两个世界的人。<br> 那作为一个羞涩的普通程序员,怎么在自己的服务化体系里,满足自己的异步化需求呢 ?我的思路是这样的:</p>    <p>1. 先认清自己的需求,不要一开始就站到某个技术上,再倒叙自己的需求。</p>    <p>2. 然后从浅入深,分析可以用什么样的技术满足该层次的需求,依然避免一下就冲到某个技术上,比如Akka入门到放弃。</p>    <p>3. 最后找出一条相对平稳的技术路线,能够贯穿各个层次的需求,而且最好不那么考验使用者的智商。</p>    <p> </p>    <h2>1. 需求篇</h2>    <h3>1.1 通过并行的远程调用,缩短总的响应延时。</h3>    <p>服务处理的过程中,总会包含如下几类的远程调用:</p>    <p>服务层:RESTful,RPC框架<br> 数据层:JDBC,Memcached,Redis,ZooKeeper...<br> 消息层:Kafka,RabbitMQ...</p>    <p>有些客户端已经支持异步,比如大部分的RPC框架、RESTful Client、SpyMemcached、ZooKeeper、Kafka 等。 在异步接口之中,又分返回Future 与 设置用户自定义的CallBack类两种风格。</p>    <p>但有些客户端还是同步的,比如JDBC,Jedis,在讨论方案时需要把它们也考虑进去。</p>    <p><strong>并行执行的机会有两种:</strong><br> 一是服务提供者没有提供批量接口,比如商品查询,只能以不同的ID分次调用(题外话,始终服务方提供批量接口会更好些)。</p>    <p>一是两个调用之间没有依赖关系,一个调用的参数并不依赖另一个调用的返回结果,比如查询商品信息与查询库存。</p>    <p><strong>并行调用又分两个层次:</strong><br> 一是<strong>简单并行</strong>,把所有可并行的服务一下子都撒出去,然后等待所有的异步调用返回,简单的Future.get()就够用。</p>    <p>还有一种特例的场景是,先调一个异步接口,然后做一些同步的事情,再回头Future.get()拿之前异步调用的结果,这也达到了节省总响应时间的效果。</p>    <p>二是<strong>调用编排</strong>,比如一开始并行A、B、C、D服务,一旦A与B返回则根据结果调用E,一旦C返回则调用F,最后组装D、E、F的结果返回给客户端。</p>    <p>如果还是简单的并行,没办法做到最高效的调度,必须有一种机制,定义这种多条异步调用链分头并进的场景。此时就需要或Akka,或RxJava,或JDK8的CompletableFuture与Guava的ListenenableFuture,或<a href="/misc/goto?guid=4959672488528076633">Spotify的Trickle</a>,基于Actor/Callback机制来编排了。</p>    <p> </p>    <h3>1.2 希望能用少量的固定线程,处理海量的并发请求。</h3>    <p>这个概念并不陌生,NIO就是这个思路。</p>    <p>但是即使你用了Netty的NIO 或 Servlet3.0的异步Servlet 或,也只是解决了传输层面用少量传输线程处理海量并发的传输,并在入口层的编程模式上提供了异步化的可能性。</p>    <p>如果你的服务线程里存在阻塞的远程调用,那线程还是会等待在远程调用上而无法处理海量请求,即使异步化如Future.get(),也依然是等待。</p>    <p>所以,你必须有办法在阻塞等待时把线程给交回去,比如服务线程里采用全异步化的Callback模式,或引入Akka的Actor模式,或基于Quasar引入纤程协程的概念。</p>    <p> </p>    <h3>1.3 小结</h3>    <p>在我看来 , 客户端简单并行->客户端并行编排->服务端少量线程处理海量请求。对于大部分普通项目,是由浅入深三个层次的需求。<br>  </p>    <h2>2.第一层,简单并行实现篇</h2>    <h3>2.1 最简单写法</h3>    <p>最简单就是并发的调用一堆返回Future的异步接口,再一个个Get回来,最慢的那个会阻塞住其他:</p>    <p> </p>    <p><code>Future<Product> productFuture = productService.query(id);<br> Future<Long> stockFuture = stockService.query(id);<br> .......<br> Product product = productFuture.get();<br> Long stock = stockFuture.get();</code></p>    <p>HttpClient有一个<a href="/misc/goto?guid=4959672488618535108">HttpAsyncClient</a> 的子项目提供Http的异步访问:</p>    <p> </p>    <p><code>HttpGet request1 = new HttpGet("http://www.apache.org/");<br> Future<HttpResponse> future = httpclient.execute(request1, null);<br> HttpResponse response1 = future.get();</code></p>    <p>Spring的RestTemplate同样有AsyncRestTemplate:</p>    <p> </p>    <p><code>Future<ResponseEntity<String>> futureEntity = template.getForEntity("http://www.apache.org/" , String.class);<br> ResponseEntity<String> entity = futureEntity.get();</code></p>    <p>其他类似的不一一列举。</p>    <p> </p>    <h3>2.2. 异步接口只有Callback形式时</h3>    <p>但如果异步接口只能设置自定义Callback函数,不返回Future呢? 比如Thrift就是这样。</p>    <p>Callback函数在这种并行调用场景里并不好用,因此建议还是要转换回Future接口使用。</p>    <p>转换的方法很简单,自己实现一个默认的Callback类,里面包含一个Future,然后实现Callback接口所定义的onSucess()和onFail()函数,将结果或异常赋值到Future中。</p>    <p> </p>    <p><code>DefaultFutureCallback<Long> callback=new DefaultFutureCallback<Long>();<br> myService.getPrice(1L, callback);<br> String result = callback.getFuture().get();</code></p>    <p>至于Future类的实现,随便抄个HttpClient的BasicFuture就好了。</p>    <p>题外话,Future.get() 接口只声明了ExecutionException一种异常,如果你原来的callback函数里有其他不是Runtime Exception的,就要裹在ExecutionException里了,用户还要自己getCause()把它找出来,唯一不方便的地方。</p>    <p> </p>    <h3>2.3. 对付同步接口</h3>    <p>同步接口如JDBC与Jedis,只能在调用它们的地方实现Callable接口,异步的跑在另一个线程池里来完成并行调度。但这其实引入了线程调度的消耗,不得而为之,不可滥用。</p>    <p> </p>    <p><code>Future<Product> future = executor.submit(new Callable<Product>(){<br>   @Override<br>   public Product call() throws Exception {<br>     return productDao.query(id);<br>   }<br> });</code></p>    <p>题外话,executor中返回的Future的实现类叫FutureTask,它能以“Callable 或 Runnable+预设结果(因为Runnalbe自身没结果)“作为参数构建。executor.submit() 接受“Callable 或 Runnable+结果” 做参数,内部构建FutureTask。但FutureTask本身又是个Runnable,网上有些例子让大家自己把Callable构造成FutureTask,再以Runnable的身份传给executor,其实不好。</p>    <p>如果是JDK8,用Lambda就可以写得短一些,只要一行,和平时同步写法也差不多了。</p>    <p> </p>    <p><code>Future<Product> future = executor.submit(()->productDao.query(id));</code></p>    <p>最后,同步改异步后,原来存在ThreadLocal中的东西如TraceId就没有了,要用一个Context之类的在进出的时候复制。<br>  </p>    <p>来自:<a href="/misc/goto?guid=4959672488696218924">花钱的年华</a></p>