使用AOP拦截器获取一次请求流经方法的调用次数和调用耗时

引语

作为工程师，不能仅仅满足于实现了现有的功能逻辑，还必须深入认识系统。一次请求，流经了哪些方法，调用了多少次DB操作，多少次API操作，多少次IO操作，多少CPU操作，各耗时多少 ？ 开发者必须知道这些运行时数据，才能对系统的运行有更深入的理解，更好滴提升系统的性能和稳定性。

完成一次订单导出任务，实际上是一个比较复杂的过程：需要访问ES 来查询订单，调用 API 及访问 Hbase 获取订单详情数据，写入和上传报表文件，更新数据库，上报日志数据等；在大流量导出的情形下，采用批量并发策略，多线程来获取订单详情数据， IO 访问就更加难以掌控了。

本文主要介绍使用AOP拦截器来获取一次请求流经方法的调用次数和调用耗时。

总体思路

使用AOP思想来解决。增加一个注解，然后增加一个AOP拦截器 methodAspect ，在携带注解的方法执行前后，记录方法的调用次数及耗时。

methodAspect 内部含有两个变量 methodCount, methodCost ，都采用了 ConcurrentHashMap 。这是因为方法执行时，可能是多线程写入这两个变量。

使用：

(1) 将需要记录次数和耗时的方法加上 MethodMeasureAnnotation 即可；

(2) 将 MethodMeasureAspect 作为组件注入到 ServiceAspect 中，并在 ServiceAspect 中打印 MethodMeasureAspect 的内容。

源代码

MethodMeasureAspect.java

package zzz.study.aop;

import zzz.study.util.MapUtil;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.Signature;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 记录一次请求中,流经的所有方法的调用耗时及次数
 *
 */
@Component
@Aspect
public class MethodMeasureAspect {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MethodMeasureAspect.class);

  private Map<String, Integer> methodCount = new ConcurrentHashMap();

  private Map<String, List<Integer>> methodCost = new ConcurrentHashMap();

  @SuppressWarnings(value = "unchecked")
  @Around("@annotation(zzz.study.aop.MethodMeasureAnnotation)")
  public Object process(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
    Object obj = null;
    String methodName = getMethodName(joinPoint);
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    try {
      obj = joinPoint.proceed();
    } catch (Throwable t) {
      logger.error(t.getMessage(), t);
    } finally {
      long costTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
      logger.info("method={}, cost_time={}", methodName, costTime);
      methodCount.put(methodName, methodCount.getOrDefault(methodName, 0) + 1);
      List<Integer> costList = methodCost.getOrDefault(methodName, new ArrayList<>());
      costList.add((int)costTime);
      methodCost.put(methodName, costList);
    }
    return obj;
  }

  public String getMethodName(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
    Signature signature = joinPoint.getSignature();
    MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature;
    Method method = methodSignature.getMethod();
    return method.getName();
  }

  public String toString() {

    StringBuilder sb = new StringBuilder("MethodCount:\n");
    Map<String,Integer> sorted =  MapUtil.sortByValue(methodCount);
    sorted.forEach(
        (method, count) -> {
          sb.append("method=" + method + "," + "count=" + count+'\n');
        }
    );
    sb.append('\n');
    sb.append("MethodCosts:\n");
    methodCost.forEach(
        (method, costList) -> {
          String info = String.format("method=%s, cost=%s, stat=%s", method, costList,
                                      costList.stream().collect(Collectors.summarizingInt(x->x)));
          sb.append(info+'\n');
        }
    );
    return sb.toString();
  }
}

MethodMeasureAnnotation.java

package zzz.study.aop;

import java.lang.annotation.Documented;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * 记录方法调用
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Documented
public @interface MethodMeasureAnnotation {

}

MapUtil.java

public class MapUtil {

  public static <K, V extends Comparable<? super V>> Map<K, V> sortByValue(Map<K, V> map) {
    Map<K, V> result = new LinkedHashMap<>();
    Stream<Map.Entry<K, V>> st = map.entrySet().stream();

    st.sorted(Comparator.comparing(e -> e.getValue())).forEach(e -> result.put(e.getKey(), e.getValue()));

    return result;
  }

}