Java中如何模擬真正的同時并發(fā)請求？

有時需要測試一下某個功能的并發(fā)性能，又不要想借助于其他工具，索性就自己的開發(fā)語言，來一個并發(fā)請求就最方便了。

Java 中模擬并發(fā)請求，自然是很方便的，只要多開幾個線程，發(fā)起請求就好了。但是，這種請求，一般會存在啟動的先后順序了，算不得真正的同時并發(fā)！怎么樣才能做到真正的同時并發(fā)呢？是本文想說的點，Java 中提供了閉鎖 CountDownLatch, 剛好就用來做這種事就最合適了。

只需要：

開啟n個線程，加一個閉鎖，開啟所有線程；

待所有線程都準(zhǔn)備好后，按下開啟按鈕，就可以真正的發(fā)起并發(fā)請求了。

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，此處是非線程安全的，留坑

? ? ? ? ? ? private int iCounter;

? ? ? ? ? ? @Override

? ? ? ? ? ? public void run() {

? ? ? ? ? ? ? ? for(int i = 0; i < 10; i++) {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 發(fā)起請求

//? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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 {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 使線程在此等待，當(dāng)開始門打開時，一起涌入門中

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? startGate.await();

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? task.run();

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? } finally {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 將結(jié)束門減1，減到0時，就可以開啟結(jié)束門了

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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...");

? ? ? ? // 因開啟門只需一個開關(guān)，所以立馬就開啟開始門

? ? ? ? startGate.countDown();

? ? ? ? // 等等結(jié)束門開啟

? ? ? ? endGate.await();

? ? ? ? long endTime = System.nanoTime();

? ? ? ? System.out.println(endTime + " [" + Thread.currentThread() + "] All thread is completed.");

? ? ? ? return endTime - startTime;

? ? }

}

其執(zhí)行效果如下圖所示：

HttpClientOp 工具類，可以使用 成熟的工具包，也可以自己寫一個簡要的訪問方法，參考如下：

class HttpClientOp {

? ? public static String doGet(String httpurl) {

? ? ? ? HttpURLConnection connection = null;

? ? ? ? InputStream is = null;

? ? ? ? BufferedReader br = null;

? ? ? ? String result = null;// 返回結(jié)果字符串

? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? // 創(chuàng)建遠程url連接對象

? ? ? ? ? ? URL url = new URL(httpurl);

? ? ? ? ? ? // 通過遠程url連接對象打開一個連接，強轉(zhuǎn)成httpURLConnection類

? ? ? ? ? ? connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置連接方式：get

? ? ? ? ? ? connection.setRequestMethod("GET");

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置連接主機服務(wù)器的超時時間：15000毫秒

? ? ? ? ? ? connection.setConnectTimeout(15000);

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置讀取遠程返回的數(shù)據(jù)時間：60000毫秒

? ? ? ? ? ? connection.setReadTimeout(60000);

? ? ? ? ? ? // 發(fā)送請求

? ? ? ? ? ? connection.connect();

? ? ? ? ? ? // 通過connection連接，獲取輸入流

? ? ? ? ? ? if (connection.getResponseCode() == 200) {

? ? ? ? ? ? ? ? is = connection.getInputStream();

? ? ? ? ? ? ? ? // 封裝輸入流is，并指定字符集

? ? ? ? ? ? ? ? br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));

? ? ? ? ? ? ? ? // 存放數(shù)據(jù)

? ? ? ? ? ? ? ? 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 {

? ? ? ? ? ? // 關(guān)閉資源

? ? ? ? ? ? if (null != br) {

? ? ? ? ? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? br.close();

? ? ? ? ? ? ? ? } catch (IOException e) {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();

? ? ? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? if (null != is) {

? ? ? ? ? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? is.close();

? ? ? ? ? ? ? ? } catch (IOException e) {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();

? ? ? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? connection.disconnect();// 關(guān)閉遠程連接

? ? ? ? }

? ? ? ? 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);

? ? ? ? ? ? // 通過遠程url連接對象打開連接

? ? ? ? ? ? connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置連接請求方式

? ? ? ? ? ? connection.setRequestMethod("POST");

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置連接主機服務(wù)器超時時間：15000毫秒

? ? ? ? ? ? connection.setConnectTimeout(15000);

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置讀取主機服務(wù)器返回數(shù)據(jù)超時時間：60000毫秒

? ? ? ? ? ? connection.setReadTimeout(60000);

? ? ? ? ? ? // 默認(rèn)值為：false，當(dāng)向遠程服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)/寫數(shù)據(jù)時，需要設(shè)置為true

? ? ? ? ? ? connection.setDoOutput(true);

? ? ? ? ? ? // 默認(rèn)值為：true，當(dāng)前向遠程服務(wù)讀取數(shù)據(jù)時，設(shè)置為true，該參數(shù)可有可無

? ? ? ? ? ? connection.setDoInput(true);

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置傳入?yún)?shù)的格式:請求參數(shù)應(yīng)該是 name1=value1&name2=value2 的形式。

? ? ? ? ? ? connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置鑒權(quán)信息：Authorization: Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0

? ? ? ? ? ? connection.setRequestProperty("Authorization", "Bearer da3efcbf-0845-4fe3-8aba-ee040be542c0");

? ? ? ? ? ? // 通過連接對象獲取一個輸出流

? ? ? ? ? ? os = connection.getOutputStream();

? ? ? ? ? ? // 通過輸出流對象將參數(shù)寫出去/傳輸出去,它是通過字節(jié)數(shù)組寫出的

? ? ? ? ? ? os.write(param.getBytes());

? ? ? ? ? ? // 通過連接對象獲取一個輸入流，向遠程讀取

? ? ? ? ? ? if (connection.getResponseCode() == 200) {

? ? ? ? ? ? ? ? is = connection.getInputStream();

? ? ? ? ? ? ? ? // 對輸入流對象進行包裝:charset根據(jù)工作項目組的要求來設(shè)置

? ? ? ? ? ? ? ? br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));

? ? ? ? ? ? ? ? StringBuffer sbf = new StringBuffer();

? ? ? ? ? ? ? ? String temp = null;

? ? ? ? ? ? ? ? // 循環(huán)遍歷一行一行讀取數(shù)據(jù)

? ? ? ? ? ? ? ? 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 {

? ? ? ? ? ? // 關(guān)閉資源

? ? ? ? ? ? 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();

? ? ? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? // 斷開與遠程地址url的連接

? ? ? ? ? ? connection.disconnect();

? ? ? ? }

? ? ? ? return result;

? ? }

}

如上，就可以發(fā)起真正的并發(fā)請求了。

并發(fā)請求操作流程示意圖如下：

此處設(shè)置了一道門，以保證所有線程可以同時生效。但是，此處的同時啟動，也只是語言層面的東西，也并非絕對的同時并發(fā)。具體的調(diào)用還要依賴于CPU個數(shù)，線程數(shù)及操作系統(tǒng)的線程調(diào)度功能等，不過咱們也無需糾結(jié)于這些了，重點在于理解原理！

與 CountDownLatch 有類似功能的，還有個工具柵欄 CyclicBarrier, 也是提供一個等待所有線程到達某一點后，再一起開始某個動作，效果一致，不過柵欄的目的確實比較純粹，就是等待所有線程到達，而前面說的閉鎖 CountDownLatch 雖然實現(xiàn)的也是所有線程到達后再開始，但是他的觸發(fā)點其實是最后那一個開關(guān)，所以側(cè)重點是不一樣的。

簡單看一下柵欄是如何實現(xiàn)真正同時并發(fā)呢？示例如下：

// 與 閉鎖 結(jié)構(gòu)一致

public class LatchTest {

? ? public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

? ? ? ? Runnable taskTemp = new Runnable() {

? ? ? ? ? ? private int iCounter;

? ? ? ? ? ? @Override

? ? ? ? ? ? public void run() {

? ? ? ? ? ? ? ? // 發(fā)起請求

//? ? ? ? ? ? ? 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 {

? ? ? ? // 設(shè)置柵欄解除時的動作，比如初始化某些值

? ? ? ? CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNums, finishTask);

? ? ? ? // 啟動 n 個線程，與柵欄閥值一致，即當(dāng)線程準(zhǔn)備數(shù)達到要求時，柵欄剛好開啟，從而達到統(tǒng)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 {

? ? // 傳入柵欄，一般考慮更優(yōu)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 {

? ? ? ? ? ? // 設(shè)置柵欄，使在此等待，到達位置的線程達到要求即可開啟大門

? ? ? ? ? ? barrier.await();

? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {

? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();

? ? ? ? } catch (BrokenBarrierException e) {

? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();

? ? ? ? }

? ? ? ? System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + System.currentTimeMillis() + " started...");

? ? }

}

其運行結(jié)果如下圖：

各有其應(yīng)用場景吧，關(guān)鍵在于需求。就本文示例的需求來說，個人更愿意用閉鎖一點，因為更可控了。但是代碼卻是多了，所以看你喜歡吧！

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