Servlet3.0新特性-异步处理Servlet、Filter

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一、浅谈Servlet

  在Servlet 3.0 之前,一个普通 Servlet 的主要工作流程大致如下:

Servlet 的主要工作流程  其中黄色阶段通常是最耗时的,因为业务处理一般涉及数据库操作,还会受到网络等的影响,而在此过程中,Servlet 线程一直处于阻塞状态,直到业务处理完毕。在处理业务的过程中,Servlet 资源一直被占用而得不到释放,对于并发较大的应用,这有可能造成性能的瓶颈。对此,在以前通常是采用私有解决方案来提前结束 Servlet 线程,并及时释放资源。
为解决这个问题,Servlet 3.0 就开始支持异步处理了,这与 Ajax 异步不一样,之前的 Servlet 处理流程可以调整为如下的过程:
Servlet3.0 处理流程
  首先,Servlet 接收到请求之后,可能首先需要对请求携带的数据进行一些预处理;接着,Servlet 线程将请求转交给一个异步线程来执行业务处理,线程本身返回至容器,此时 Servlet 还没有生成响应数据,异步线程处理完业务以后,可以直接生成响应数据(异步线程拥有 ServletRequest 和 ServletResponse 对象的引用),或者将请求继续转发给其它 Servlet。如此一来, Servlet 线程不再是一直处于阻塞状态以等待业务逻辑的处理,而是启动异步线程之后可以立即返回。

二、启用异步处理

  异步处理特性可以应用于 Servlet 和过滤器两种组件。在默认情况下,Servlet 和过滤器并没有开启异步处理特性,因为异步处理的工作模式和普通工作模式在实现上有着本质的区别,因此如果希望使用该特性,则必须按照如下的方式启用:

1. 在 web.xml 文件中启动

  Servlet3.0 默认是没有 web.xml 文件的,但 Servlet3.0 也是支持 web.xml 文件的,较 Servlet之前的版本,Servlet 3.0 在 <servlet><filter> 标签中增加了 <async-supported> 子标签,该标签默认是 false 。如果想启用异步支持,只需要置为 true 即可。例如:

<!-- servlet -->
<servlet> 
    <servlet-name>asynServlet</servlet-name> 
    <servlet-class>com.servlet.AsynServlet</servlet-class> 
    <async-supported>true</async-supported> 
</servlet>
<!-- Filter -->
<filter>
	<filter-name>asynFilter</filter-name>
	<filter-class>com.filter.AsynFilter</filter-class>
	<async-supported>true</async-supported>
</filter>

2. 通过注解开启异步支持

  Servlet 3.0 提供的 @WebServlet 和 @WebFilter 进行 Servlet 或 Filter 配置的情况,这两个注解都提供了 asyncSupported 属性,默认该属性的取值为 false。如果想启用异步支持,只需要置为 true 即可。例如:

@WebServlet(value="/asyn-servlet",asyncSupported=true)
public class ServletAsyn extends HttpServlet {...}

@WebFilter(value="/*",asyncSupported=true)
public class FilterAsyn implements Filter {...}

三、异步处理的代码实现方式

  Servlet 和 Filter 使用异步支持的实现方式是一模一样的操作。这里只以 Servlet 的实现方式为例。

1. 模拟注册发信息到邮件的简单的异步处理 Servlet 示例代码:

package com.servlet;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.AsyncContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@WebServlet(value="/asyn-servlet",asyncSupported=true)
public class ServletAsyn extends HttpServlet {
	private static final long serialVersionUID = 1L;

	protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
			throws ServletException, IOException {
		System.out.println("Servlet is start");
		
		//1.获得异步上下文对象
		AsyncContext ac = request.startAsync();
		//2.启动一个耗时的子线程
		ThreadTask tt = new ThreadTask(ac);
		//3.可设置异步超时对象,需在启动异步上下文对象前设置
		/*
		 * 设置超时后,在超时时间内子线程没有结束,主线程则会停止等待,继续往下执行
		 */
		ac.setTimeout(3000);
		//4.开启异步上下文对象
		ac.start(tt);
		
		//主线程结束向客户端发送消息
		System.out.println("Servlet is end");
		response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
		response.getWriter().append("信息已发送到邮箱");
	}

	protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		doGet(request, response);
	}

}

异步线程的执行类:

package com.servlet;

import java.util.Date;

import javax.servlet.AsyncContext;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;

public class ThreadTask implements Runnable{
	private AsyncContext ac;  //定义一个异步上下文
	
	public ThreadTask(AsyncContext ac) {
		super();
		this.ac = ac;
	}

	@Override
	public void run() {
		/*
		 * 服务端异步典型应用是注册时向邮箱发送验证码
		 */
		try {
			//进行异步的一些处理
			HttpServletRequest requst = (HttpServletRequest) ac.getRequest();
			HttpSession session = requst.getSession();
			System.out.println("asyn-task start" + new Date());
			for(int i=5;i>0; i--) {
				System.out.println(i);
				Thread.sleep(1000);
			}
			//将结果放到session等方式
			session.setAttribute("message", "This is the result of asyn");
			System.out.println("asyn-task end" + new Date());
			
			//通知主线程已经处理完成
			/* 
			 * 除了使用 ac.complete() 方法通知主线程已经处理外
			 * 还可以使用 ac.dispatch() 方法重定向到一个页面
			 */
			ac.dispatch("/show.jsp");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
}

  这里的 show.jsp 模拟为指定邮箱。show.jsp页面body标签内代码为:<p>邮箱内容:${message }</p>

2. 模拟注册发信息到邮件的简单的异步处理 Servlet 测试过程

  先访问 show.jsp 页面,结果如下:
内容为空
  然后我们访问servlet:http://localhost:8080/Test2/asyn-servlet,在页面显示的是信息已发送到邮箱
  然后我们看一下控制台打印的结果:
先打印出servlet的内容再打印异步线程的内容
  最后我们再回过去看一下 show.jsp 页面
邮箱内容:This is the result of asyn

三、对异步处理过程的监听

  除此之外,Servlet 3.0 还为异步处理提供了一个监听器,使用 AsyncListener 接口表示。它可以监控如下四种事件:
(1)异步线程开始时,调用 AsyncListener 的 onStartAsync(AsyncEvent event) 方法;
(2)异步线程出错时,调用 AsyncListener 的 onError(AsyncEvent event) 方法;
(3)异步线程执行超时,则调用 AsyncListener 的 onTimeout(AsyncEvent event) 方法;
(4)异步执行完毕时,调用 AsyncListener 的 onComplete(AsyncEvent event) 方法。
  如果要注册一个 AsyncListener,只需将准备好的 AsyncListener 对象传递给 AsyncContext 对象的 addListener() 方法即可,如下所示:

AsyncContext ac = request.startAsync();
ac.addListener(new AsyncListener() {
			@Override
			public void onComplete(AsyncEvent arg0) throws IOException {
				// TODO Auto-generated method stub
			}

			@Override
			public void onError(AsyncEvent arg0) throws IOException {
				// TODO Auto-generated method stub
			}

			@Override
			public void onStartAsync(AsyncEvent arg0) throws IOException {
				// TODO Auto-generated method stub
			}

			@Override
			public void onTimeout(AsyncEvent arg0) throws IOException {
				// TODO Auto-generated method stub
			}
			
		});

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