异步 Servlet 和同步 Servlet 的性能测试

前言

最近在看 Servlet 3 的异步特性,在网上看了一些文章,有些不解,遂做了一些测试,测试的模拟场景:Web 容器工作线程较少,接口逻辑复杂耗时

这个场景是大部分的业务场景,例如:Tomcat 的工作线程是 200,业务接口需要远程 RPC 调用,或者访问数据库进行复杂计算等耗时操作。

所以,还是比较有参考价值的。

如何测试?

工具:idea,jmeter。

服务端 idea:SpringBoot 默认容器 Tomcat,修改线程数为 2,没错就是 2,为了放大工作线程较少的 场景。同时,准备两个接口:异步接口和同步接口,分别模拟耗时 500ms。

代码如下:

1, 异步接口

@ResponseBody
@Controller
@RequestMapping("async")
public class AsyncTestDemo {

static ExecutorService workerPool = Executors.newFixedThreadPool(1000);

@RequestMapping("async")
public DeferredResult<String> async() {
DeferredResult<String> defer = new DeferredResult<>((long) 120000);
workerPool.submit(() -> {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
defer.setResult("hello async");
});
return defer;
}
}

2, 同步接口

@ResponseBody
@Controller
@RequestMapping("sync")
class SyncTestDemo{

static ExecutorService workerPool = Executors.newFixedThreadPool(1000);

@RequestMapping("/sync")
public String sync() throws ExecutionException, InterruptedException {
Future<String> future = workerPool.submit(() ->
{
Thread.sleep(500);
return "hello sync";
});
return future.get();
}
}

3, Tomcat 配置:

server.port=8081
server.tomcat.max-threads=2

客户端 jmeter:开启 200 线程分别访问两个接口。得到聚合报告

线程组设置:200 线程

异步请求设置

同步请求设置

聚合报告

从聚合报告可以看出,两者差距巨大。
平均响应时间相差 45 倍,90% 的响应时间相差 73 倍,99% 的响应时间相差 66 倍。

同步 Servlet 只有在最初的 2 个请求中,响应时间在 500ms 左右,之后,由于线程数不够,后面的请求开始线性延时,最大响应时间为 44 秒(最后一个请求)。同时,错误率达到 11.50%。平均响应时间为 24 秒。

而异步 Servlet 则非常的稳定,错误率为 0 ,所有的请求响应时间都控制在 500ms 到 680ms 之间,平均时间为 541 ms,由于 Tomcat 线程数只有 2 个,这个结果可以接受。90% 的响应时间也是在 600 毫秒左右,属于正常水平。

Summary

异步 Servlet 发布已久,但似乎 Java 社区使用的人还是不多,不知为何?但异步带来的性能提升不言而喻。在服务器线程数较少,业务耗时的场景下,异步能明显提高系统吞吐量,线程数之外的请求不会像同步请求一样被拖慢。

实际上,这和 Netty 的最佳实践是类似的,永远不要在 IO 线程上做耗时任务,原则是:耗时任务丢进业务线程池,异步操作结束从 IO 线程返回或者直接返回。

防止 IO 线程阻塞,影响后面的请求。