【RPC 专栏】Motan 中使用异步 RPC 接口

老徐 芋道源码 2018-06-08

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  • 为什么慢?

  • 多线程加速

  • 异步调用

  • RPC 异步调用

  • 总结


这周六参加了一个美团点评的技术沙龙,其中一位老师在介绍他们自研的 RPC 框架时提到一点:RPC 请求分为 sync,future,callback,oneway,并且需要遵循一个原则:能够异步的地方就不要使用同步。正好最近在优化一个业务场景:在一次页面展示中,需要调用 5 个 RPC 接口,导致页面响应很慢。正好启发了我。

为什么慢?

大多数开源的 RPC 框架实现远程调用的方式都是同步的,假设 [ 接口1,…,接口5]的每一次调用耗时为 200ms (其中接口2依赖接口1,接口5依赖接口3,接口4),那么总耗时为 1s,这整个是一个串行的过程。

多线程加速

第一个想到的解决方案便是多线程,那么[1=>2]编为一组,[[3,4]=>5]编为一组,两组并发执行,[1=>2]串行执行耗时400ms,[3,4]并发执行耗时200ms,[[3,4]=>5]总耗时400ms ,最终[[1=>2],[[3,4]=>5]]总耗时400ms(理论耗时)。相比较于原来的1s,的确快了不少,但实际编写接口花了不少功夫,创建线程池,管理资源,分析依赖关系…总之代码不是很优雅。

RPC中,多线程着重考虑的点是在客户端优化代码,这给客户端带来了一定的复杂性,并且编写并发代码对程序员的要求更高,且不利于调试。

异步调用

如果有一种既能保证速度,又能像同步 RPC 调用那样方便,岂不美哉?于是引出了 RPC 中的异步调用。

在 RPC 异步调用之前,先回顾一下 java.util.concurrent 中的基础知识:Callable 和 Future

public class Main {
   public static void main(String[] args) throws Exception{
       final ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
       long start = System.currentTimeMillis();
       Future resultFuture1 = executorService.submit(new Callable() {
           @Override
           public Integer call() throws Exception {
               return method1() + method2();
           }
       });
       Future resultFuture2 = executorService.submit(new Callable() {
           @Override
           public Integer call() throws Exception {
               Future resultFuture3 = executorService.submit(new Callable() {
                   @Override
                   public Integer call() throws Exception {
                       return method3();
                   }
               });
               Future resultFuture4 = executorService.submit(new Callable() {
                   @Override
                   public Integer call() throws Exception {
                       return method4();
                   }
               });
               return method5()+resultFuture3.get()+resultFuture4.get();
           }
       });
       int result = resultFuture1.get() + resultFuture2.get();
       System.out.println("result = "+result+", total cost "+(System.currentTimeMillis()-start)+" ms");
         executorService.shutdown();
   }
   static int method1(){
       delay200ms();
       return 1;
   }
   static int method2(){
       delay200ms();
       return 2;
   }
   static int method3(){
       delay200ms();
       return 3;
   }
   static int method4(){
       delay200ms();
       return 4;
   }
   static int method5(){
       delay200ms();
       return 5;
   }
   static void delay200ms(){
       try{
           Thread.sleep(200);
       }catch (Exception e){
           e.printStackTrace();
       }
   }
}

最终控制台打印:

result = 15, total cost 413 ms

五个接口,如果同步调用,便是串行的效果,最终耗时必定在 1s 之上,而异步调用的优势便是,submit任务之后立刻返回,只有在调用 future.get() 方法时才会阻塞,而这期间多个异步方法便可以并发的执行。

RPC 异步调用

我们的项目使用了 Motan 作为 RPC 框架,查看其 changeLog ,0.3.0 (2017-03-09) 该版本已经支持了 async 特性。可以让开发者很方便地实现 RPC 异步调用。

1 为接口增加 @MotanAsync 注解

@MotanAsync
public interface DemoApi {
   DemoDto randomDemo(String id);
}

2 添加 Maven 插件

<build>
   <plugins>
       <plugin>
           <groupId>org.codehaus.mojogroupId>

           <artifactId>build-helper-maven-pluginartifactId>
           <version>1.10version>
           <executions>
               <execution>
                   <phase>generate-sourcesphase>
                   <goals>
                       <goal>add-sourcegoal>
                   goals>
                   <configuration>
                       <sources>
                           <source>${project.build.directory}/generated-sources/annotationssource>
                       sources>
                   configuration>
               execution>
           executions>
       plugin>
   plugins>
build>

安装插件后,可以借助它生成一个和 DemoApi 关联的异步接口 DemoApiAsync 。

public interface DemoApiAsync extends DemoApi {
 ResponseFuture randomDemoAsync(String id);
}

3 注入接口即可调用

@Service
public class DemoService {
   @MotanReferer
   DemoApi demoApi;
   @MotanReferer
   DemoApiAsync demoApiAsync;//<1>
   public DemoDto randomDemo(String id){
       DemoDto demoDto = demoApi.randomDemo(id);
       return demoDto;
   }
   public DemoDto randomDemoAsync(String id){
       ResponseFuture responseFuture = demoApiAsync.randomDemoAsync(id);//<2>
       DemoDto demoDto = (DemoDto) responseFuture.getValue();
       return demoDto;
   }
}

<1> DemoApiAsync 如何生成的已经介绍过,它和 DemoApi 并没有功能性的区别,仅仅是同步异步调用的差距,而 DemoApiAsync 实现的的复杂性完全由 RPC 框架帮助我们完成,开发者无需编写 Callable 接口。

<2> ResponseFuture 是 RPC 中 Future 的抽象,其本身也是 juc 中 Future 的子类,当 responseFuture.getValue() 调用时会阻塞。

总结

在异步调用中,如果发起一次异步调用后,立刻使用 future.get() ,则大致和同步调用等同。其真正的优势是在submit 和 future.get() 之间可以混杂一些非依赖性的耗时操作,而不是同步等待,从而充分利用时间片。

另外需要注意,如果异步调用涉及到数据的修改,则多个异步操作直接不能保证 happens-before 原则,这属于并发控制的范畴了,谨慎使用。查询操作则大多没有这样的限制。

在能使用并发的地方使用并发,不能使用的地方才选择同步,这需要我们思考更多细节,但可以最大限度的提升系统的性能。

666. 彩蛋

如果你对 RPC 并发感兴趣,欢迎加入我的知识一起交流。

知识星球



目前在知识星球(https://t.zsxq.com/2VbiaEu)更新了如下 Dubbo 源码解析如下:

01. 调试环境搭建
02. 项目结构一览
03. API 配置(一)之应用
04. API 配置(二)之服务提供者
05. API 配置(三)之服务消费者
06. 属性配置
07. XML 配置
08. 核心流程一览
...
一共 60 篇++


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