定时线程池实现请求合并

一、什么是请求合并

在WEB项目中，我们一般会使用HTTP协议来处理请求

那么我们与服务器交互方式将会是这样的，一次请求，一次处理

我们都知道，调用批量接口相比调用非批量接口有更大的性能优势（因为减少了IO交互操作），在高并发情况下，如果有非常频繁的接口请求发生的话，我们则可以考虑请求合并了，将多个请求进行一定的等待延迟，当请求累计达到一定量级的时候，进行批量请求处理

二、请求合并的优缺点

所谓请求合并，就是讲多次请求合并为一次批量请求

优点:

将多次请求处理进行一定时间或请求数量的等待，使之合并成为一次请求，减少IO交互

缺点:

由于请求需要等待指定时间或指定请求数量，所以合并的接口存在延时，故对请求合并的接口有所限制，该接口不能对响应及时性有要求，支持一定时间的延迟

三、请求合并技术实现

采用定时线程池ScheduledExecutorService，与内存队列LinkedBlockingDeque进行实现请求合并

原理是将用户的请求进行缓存起来，缓存的请求数量达到指定数量或达到定时线程池执行时，将已有多个单请求处理合并为多处理，调用批量接口进行操作

依赖

只需要JDK,无需任何第三方依赖

批量请求合并工具类定义如下:

核心原理就是 将请求放入队列，放入时检测内存队列数量是否超过设置阈值，以及时间阈值到期触发定时线程池执行

package com.leilei.support;

import lombok.extern.log4j.Log4j2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.*;

/** * @author lei * @create 2022-03-23 14:39 * @desc 请求合并工具类 **/
@Log4j2
public class BatchCollapser<T, R> {
    
    private static final Map<Class, BatchCollapser> BATCH_INSTANCE =new ConcurrentHashMap<>();
    private static final ScheduledExecutorService SCHEDULE_EXECUTOR = Executors.newScheduledThreadPool(1);

    private final LinkedBlockingDeque<T> batchContainer = new LinkedBlockingDeque<>();
    private final BatchHandler<List<T>, R> handler;
    private final int countThreshold;

    /** * constructor * * @param handler 处理器 * @param countThreshold 数量阈值，达到此阈值后触发处理器 * @param timeThreshold 时间阈值，达到此时间后触发处理器 */
    private BatchCollapser(BatchHandler<List<T>, R> handler, int countThreshold, long timeThreshold) {
    
        this.handler = handler;
        this.countThreshold = countThreshold;
        SCHEDULE_EXECUTOR.scheduleAtFixedRate(() -> {
    
            try {
    
                this.popUpAndHandler(BatchHandlerType.BATCH_HANDLER_TYPE_TIME);
            } catch (Exception e) {
    
                log.error("pop-up container exception", e);
            }
        }, timeThreshold, timeThreshold, TimeUnit.SECONDS);
    }

    /** * 添加请求元素入队 * @param event */
    public void addRequestParam(T event) {
    
        batchContainer.add(event);
        if (batchContainer.size() >= countThreshold) {
    
            popUpAndHandler(BatchHandlerType.BATCH_HANDLER_TYPE_DATA);
        }
    }

    /** * 从队列获取请求,并进行批量处理 * @param handlerType */
    private void popUpAndHandler(BatchHandlerType handlerType) {
    
        List<T> tryHandlerList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>(countThreshold));
        batchContainer.drainTo(tryHandlerList, countThreshold);
        if (tryHandlerList.size() < 1) {
    
            return;
        }

        try {
    
            R handle = handler.handle(tryHandlerList, handlerType);
            log.info("批处理工具执行result:{}", handle);
        } catch (Exception e) {
    
            log.error("batch execute error, transferList:{}", tryHandlerList, e);
        }
    }

    /** * 获取合并器实例 * * @param batchHandler 处理执行器 * @param countThreshold 阈值数量(队列数量) * @param timeThreshold 阈值时间 单位秒（目前设置是触发后获取阈值数量请求，可根据需要修改） * @param <E> * @param <R> * @return */
    public static <E, R> BatchCollapser<E, R> getInstance(BatchHandler<List<E>, R> batchHandler, int countThreshold, long timeThreshold) {
    
        Class jobClass = batchHandler.getClass();
        if (BATCH_INSTANCE.get(jobClass) == null) {
    
            synchronized (BatchCollapser.class) {
    
                BATCH_INSTANCE.putIfAbsent(jobClass, new BatchCollapser<>(batchHandler, countThreshold, timeThreshold));
            }
        }
        return BATCH_INSTANCE.get(jobClass);
    }

    /** * 请求处理接口 * * @param <T> * @param <R> */
    public interface BatchHandler<T, R> {
    
        /** * 处理用户具体请求 * * @param input * @param handlerType * @return */
        R handle(T input, BatchHandlerType handlerType);
    }

    /** * 合并执行类型枚举 */
    public enum BatchHandlerType {
    
        /** * 数量类型 */
        BATCH_HANDLER_TYPE_DATA,

        /** * 时间类型 */
        BATCH_HANDLER_TYPE_TIME,
    }
}

使用方式如下:

package com.leilei.support;

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.List;

/** * @author lei * @create 2022-03-22 15:22 * @desc **/
@Service
public class ProductService implements BatchCollapser.BatchHandler<List<Integer>, Integer> {
    
    private BatchCollapser<Integer, Integer> batchCollapser;

    @PostConstruct
    private void postConstructorInit() {
    
        // 当请求数量达到20个，或每过5s合并执行一次请求
        batchCollapser = BatchCollapser.getInstance(ProductService.this, 20, 5);
    }

    @Override
    public Integer handle(List<Integer> input, BatchCollapser.BatchHandlerType handlerType) {
    
        System.out.println("处理类型:" + handlerType + ",接受到批量请求参数:" + input);
        return input.stream().mapToInt(x -> x).sum();
    }


    /** * 假设我这里是300ms一次请求 */
    @Scheduled(fixedDelay = 300)
    public void aaa() {
    
        Integer requestParam = (int) (Math.random() * 100) + 1;
        batchCollapser.addRequestParam(requestParam);
        System.out.println("当前请求参数:" + requestParam);

    }
}

@Data
public class Product {
    
    private Integer id;
    private String notes;
}

当然以上工具类仅仅只是DEMO，各位大佬可自行完善，权衡请求合并利弊，降低服务器在高并发请求时的压力