优化 HttpClient,轻松提升高并发场景下的 QPS!

2024年 1月 5日 44.5k 0

我们有个业务,会调用其他部门提供的一个基于http的服务,日调用量在千万级别。使用了httpclient来完成业务。之前因为qps上不去,就看了一下业务代码,并做了一些优化,记录在这里。

先对比前后:优化之前,平均执行时间是250ms;

优化之后,平均执行时间是80ms,降低了三分之二的消耗,容器不再动不动就报警线程耗尽了,清爽~

1.分析

项目的原实现比较粗略,就是每次请求时初始化一个httpclient,生成一个httpPost对象,执行,然后从返回结果取出entity,保存成一个字符串,最后显式关闭response和client。

我们一点点分析和优化:

1.1 httpclient反复创建开销

httpclient是一个线程安全的类,没有必要由每个线程在每次使用时创建,全局保留一个即可。

1.2 反复创建tcp连接的开销

tcp的三次握手与四次挥手两大裹脚布过程,对于高频次的请求来说,消耗实在太大。试想如果每次请求我们需要花费5ms用于协商过程,那么对于qps为100的单系统,1秒钟我们就要花500ms用于握手和挥手。又不是高级领导,我们程序员就不要搞这么大做派了,改成keep alive方式以实现连接复用!

1.3 重复缓存entity的开销

原本的逻辑里,使用了如下代码:

HttpEntity entity = httpResponse.getEntity();

String response = EntityUtils.toString(entity);

这里我们相当于额外复制了一份content到一个字符串里,而原本的httpResponse仍然保留了一份content,需要被consume掉,在高并发且content非常大的情况下,会消耗大量内存,并且我们需要显式的关闭连接,ugly。

2.实现

按上面的分析,我们主要要做三件事:一是单例的client,二是缓存的保活连接,三是更好的处理返回结果。一就不说了,来说说二。

提到连接缓存,很容易联想到数据库连接池。httpclient4提供了一个PoolingHttpClientConnectionManager 作为连接池。接下来我们通过以下步骤来优化:

2.1 定义一个keep alive strategy

关于keep-alive,本文不展开说明,只提一点,是否使用keep-alive要根据业务情况来定,它并不是灵丹妙药。还有一点,keep-alive和time_wait/close_wait之间也有不少故事。

在本业务场景里,我们相当于有少数固定客户端,长时间极高频次的访问服务器,启用keep-alive非常合适

再多提一嘴,http的keep-alive 和tcp的KEEPALIVE不是一个东西。回到正文,定义一个strategy如下:

ConnectionKeepAliveStrategy myStrategy = new ConnectionKeepAliveStrategy() {
    @Override
    public long getKeepAliveDuration(HttpResponse response, HttpContext context) {
        HeaderElementIterator it = new BasicHeaderElementIterator
            (response.headerIterator(HTTP.CONN_KEEP_ALIVE));
        while (it.hasNext()) {
            HeaderElement he = it.nextElement();
            String param = he.getName();
            String value = he.getValue();
            if (value != null && param.equalsIgnoreCase
               ("timeout")) {
                return Long.parseLong(value) * 1000;
            }
        }
        return 60 * 1000;//如果没有约定,则默认定义时长为60s
    }
};

2.2 配置一个PoolingHttpClientConnectionManager

PoolingHttpClientConnectionManager connectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();
connectionManager.setMaxTotal(500);
connectionManager.setDefaultMaxPerRoute(50);//例如默认每路由最高50并发,具体依据业务来定

也可以针对每个路由设置并发数。

2.3 生成httpclient

httpClient = HttpClients.custom()
     .setConnectionManager(connectionManager)
     .setKeepAliveStrategy(kaStrategy)
     .setDefaultRequestConfig(RequestConfig.custom().setStaleConnectionCheckEnabled(true).build())
     .build();

注意:使用setStaleConnectionCheckEnabled方法来逐出已被关闭的链接不被推荐。更好的方式是手动启用一个线程,定时运行closeExpiredConnections 和closeIdleConnections方法,如下所示。

public static class IdleConnectionMonitorThread extends Thread {
    
    private final HttpClientConnectionManager connMgr;
    private volatile boolean shutdown;
    
    public IdleConnectionMonitorThread(HttpClientConnectionManager connMgr) {
        super();
        this.connMgr = connMgr;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        try {
            while (!shutdown) {
                synchronized (this) {
                    wait(5000);
                    // Close expired connections
                    connMgr.closeExpiredConnections();
                    // Optionally, close connections
                    // that have been idle longer than 30 sec
                    connMgr.closeIdleConnections(30, TimeUnit.SECONDS);
                }
            }
        } catch (InterruptedException ex) {
            // terminate
        }
    }
    
    public void shutdown() {
        shutdown = true;
        synchronized (this) {
            notifyAll();
        }
    }
    
}

2.4 使用httpclient执行method时降低开销

这里要注意的是,不要关闭connection。

一种可行的获取内容的方式类似于,把entity里的东西复制一份:

res = EntityUtils.toString(response.getEntity(),"UTF-8");
EntityUtils.consume(response1.getEntity());

但是,更推荐的方式是定义一个ResponseHandler,方便你我他,不再自己catch异常和关闭流。在此我们可以看一下相关的源码:

public  T execute(final HttpHost target, final HttpRequest request,
final ResponseHandler

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