Java 中如何模拟真正的同时并发请求?

mac2022-06-30  19

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:

开启n个线程,加一个闭锁,开启所有线程;

待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("\r\n");                 }                 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("\r\n");                 }                 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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