Java 中如何模拟真正的同时并发请求？

2018 年 10 月 9 日 ImportNew

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来源：等你归去来，

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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：

830731-20181006055905584-773285157

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：

830731-20181005195842363-1499366714

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...");

}

}