使用异步HTTP提升客户端性能(HttpAsyncClient)

大家都知道,应用层的网络模型有同步、异步之分。

同步,意为着线程阻塞,只有等本次请求全部都完成了,才能进行下一次请求。
异步,好处是不阻塞当前线程,可以“万箭齐发”的将所有请求塞入缓冲区,然后谁的请求先完成就处理谁。

大家也注意到了,同步模式阻塞的只是“线程”。实际上,在异步模式流行之前,人们也经常用多线程的方式处理并发请求。然而,随着数据规模的不断加大,线程开销所带来的CPU、内存剧增,因此这种方法的应用比较有限。

近几年来,随着异步处理方案在node.js、Nginx等系统中的成功应用,异步模式的到了越来越多的关注。另外提一句:客户端与服务器端的异步处理是相互透明的,即允许客户端采用同步而服务器端采用异步。只是一般来说,异步的处理比同步要复杂许多。

下面回到实际问题上。
在近日的工作中,需要从Hadoop Job中调用一个Http计算服务以完成一些处理工作。我们使用了经典的HttpClient 3.x进行了实现。在一个HDFS文件分片上,性能数据大致是这样的:171237个文档、耗时305076ms。

备注:由于我们的Job跑在Hadoop上,在未来是会有N个Mapper同时运行,因此没有采用多线程的处理方式。

看看上面的数据,乍一看似乎还可以:平均每个文档的处理只需要1.8毫秒。然而从整个Map的角度来看,调用Http服务已经成为了整个Job的瓶颈,有必要进行一些优化。

在HttpClient进化到4.x后,官方提供了基于nio的异步版本:HttpAsyncClient。

这个异步版本的客户端,借助了Java并发库和nio进行封装,提供了非常方便的调用方式。

我们来看一下异步的代码:

public void test2() throws InterruptedException, ExecutionException,
            IOException {
        CloseableHttpAsyncClient httpclient = HttpAsyncClients.createDefault();
        // Start the client
        httpclient.start();

        // Execute 100 request in async
        final HttpGet request = new HttpGet(
                "http://xxxx");
        request.setHeader("Connection", "close");
        List<Future<HttpResponse>> respList = new LinkedList<Future<HttpResponse>>();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            respList.add(httpclient.execute(request, null));
        }

        // Print response code
        for (Future<HttpResponse> response : respList) {
            response.get().getStatusLine();
            // System.out.println(response.get().getStatusLine());
        }

        httpclient.close();
    }

再来看一下同步的:

    public void test1() throws ClientProtocolException, IOException {
        CloseableHttpClient httpclient = HttpClients.createDefault();

        // Execute 500 request in async
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            HttpGet request = new HttpGet(
                    "http://xxxx");
            request.setHeader("Connection", "close");
            CloseableHttpResponse response = httpclient.execute(request);
            // System.out.println(response.getStatusLine());
            response.getStatusLine();
            response.close();
        }

        httpclient.close();
    }

 

不难发现,异步的代码使用了Future,使得最终的处理异常非常简单。

备注:我这里偷懒没有使用countdown latcher,所以future.get()实际还是会阻塞,但是发送http请求的client.execute阶段是非阻塞的。

下面来测一下性能。

我们采用了与Job中几乎相同的配置:每次batch发起50次请求,共50个batch。

结果如下:

async 2879 ms
sync 4190 ms

使用异步请求的方式,比同步的时间节约了31%!

当然,尽管使用异步可以提升客户端调用的性能,但实际上是以提升并发为代价的,也就是latency和qps的关系。

换句话说,客户端异步没问题,但服务器端的性能必须跟的上,在我们的系统中,会通过控制batch的数量以及同时并发的mapper数量限制并发,以防止压垮服务器:-)

 

====2014.11.13 更新====

昨天忘记写如何获取返回的正文了,实际还是用Future返回的,补充如下:

HttpResponse resp = respFuture.get();
InputStream input = resp.getEntity().getContent();

接下来,如何读取input的content就不再贴代码了。用IOUtil或者裸写BufferedInputStream/ByteArrayOutputStream都可以。

此外再补充下,实际线上效果比上面测试的要好,客户端大约节省了62%的时间开销。

1 thought on “使用异步HTTP提升客户端性能(HttpAsyncClient)

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