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Tomcat是如何实现异步Servlet的

TomcatServlet

前言通过我之前的Tomcat系列文章 ， 相信看我博客的同学对Tomcat应该有一个比较清晰的了解了 ， 在前几篇博客我们讨论了Tomcat在SpringBoot框架中是如何启动的 ， 讨论了Tomcat的内部组件是如何设计以及请求是如何流转的 ， 那么我们这篇博客聊聊Tomcat的异步Servlet ， Tomcat是如何实现异步Servlet的以及异步Servlet的使用场景 。
手撸一个异步的Servlet我们直接借助SpringBoot框架来实现一个Servlet,这里只展示Servlet代码：
@WebServlet(urlPatterns = "/async",asyncSupported = true)@Slf4jpublic class AsyncServlet extends HttpServlet { ExecutorService executorService =Executors.newSingleThreadExecutor(); @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { //开启异步,获取异步上下文 final AsyncContext ctx = req.startAsync(); // 提交线程池异步执行 executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { log.info("async Service 准备执行了"); //模拟耗时任务 Thread.sleep(10000L); ctx.getResponse().getWriter().print("async servlet"); log.info("async Service 执行了"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } //最后执行完成后完成回调 。ctx.complete(); } }); }上面的代码实现了一个异步的Servlet,实现了doGet方法注意在SpringBoot中使用需要再启动类加上@ServletComponentScan注解来扫描Servlet 。既然代码写好了 ， 我们来看看实际运行效果 。

Tomcat是如何实现异步Servlet的

文章插图
我们发送一个请求后 ， 看到页面有响应 ， 同时 ， 看到请求时间花费了10.05s,那么我们这个Servlet算是能正常运行啦 。有同学肯定会问 ， 这不是异步servlet吗？你的响应时间并没有加快 ， 有什么用呢？对 ， 我们的响应时间并不能加快 ， 还是会取决于我们的业务逻辑 ， 但是我们的异步servlet请求后 ， 依赖于业务的异步执行 ， 我们可以立即返回 ， 也就是说 ， Tomcat的线程可以立即回收 ， 默认情况下 ， Tomcat的核心线程是10 ， 最大线程数是200,我们能及时回收线程 ， 也就意味着我们能处理更多的请求 ， 能够增加我们的吞吐量 ， 这也是异步Servlet的主要作用 。
异步Servlet的内部原理了解完异步Servlet的作用后 ， 我们来看看 ， Tomcat是如何是先异步Servlet的 。其实上面的代码 ， 主要核心逻辑就两部分 ， final AsyncContext ctx = req.startAsync()和 ctx.complete()那我们来看看他们究竟做了什么？
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); } asyncContext.setStarted(getContext(), request, response, request==getRequest() && response==getResponse().getResponse()); asyncContext.setTimeout(getConnector().getAsyncTimeout()); return asyncContext; }我们发现req.startAsync()只是保存了一个异步上下文 ， 同时设置一些基础信息 ， 比如Timeout,顺便提一下 ， 这里设置的默认超时时间是30S ， 如果你的异步处理逻辑超过30S,此时执行ctx.complete()就会抛出IllegalStateException 异常 。
我们来看看ctx.complete()的逻辑
public void complete() { if (log.isDebugEnabled()) { logDebug("complete "); } check(); request.getCoyoteRequest().action(ActionCode.ASYNC_COMPLETE, null); }//类：AbstractProcessorpublic final void action(ActionCode actionCode, Object param) { case ASYNC_COMPLETE: { clearDispatches(); if (asyncStatemachine.asyncComplete()) { processSocketEvent(SocketEvent.OPEN_READ, true); } break; }} //类：AbstractProcessor protected void processSocketEvent(SocketEvent event, boolean dispatch) { SocketWrApperBase<?> socketWrapper = getSocketWrapper(); if (socketWrapper != null) { socketWrapper.processSocket(event, dispatch); } } //类：AbstractEndpointpublic boolean processSocket(SocketWrapperBase<S> socketWrapper, SocketEvent event, boolean dispatch) { //省略部分代码 SocketProcessorBase<S> sc = null; if (processorCache != null) { sc = processorCache.pop(); } if (sc == null) { sc = createSocketProcessor(socketWrapper, event); } else { sc.reset(socketWrapper, event); } Executor executor = getExecutor(); if (dispatch && executor != null) { executor.execute(sc); } else { sc.run(); }return true; }


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