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【Spring异步多线程任务丢失request请求信息的问题】
作者：mmseoamin日期：2023-12-14

目录

  • 一般的解决方法
  • 问题分析
  • 最终解决方法1：startAsync+complete
  • 最终解决方法2：自定义HttpServletRequest
  • 总结

    一般的解决方法

    	// 线程上下文传递
    RequestContextHolder.setRequestAttributes(RequestContextHolder.getRequestAttributes(), true);

    这种方式其实是有问题的，如果主线程的任务结束，但是异步线程的任务还在执行中，此时在异步任务中是无法获取到request，拿到的属性全部都是null

    例子：

    	/**
     * 请求异步处理
     *
     * @return 结果
     */
    @SneakyThrows
    @GetMapping("async/{isJoin}")
    public ResponseEntity async(@PathVariable("isJoin") boolean isJoin) {
        log.info("isJoin:{}", isJoin);
        // 获取Cookie
        String cookie = getCookie();
        log.info("Sync Cookie:{}", cookie);
        // 线程上下文传递
        RequestContextHolder.setRequestAttributes(RequestContextHolder.getRequestAttributes(), true);
        // 异步处理任务
        CompletableFuture future = CompletableFuture.runAsync(this::doAsync, executor);
        // 判断是否阻塞等待
        if (isJoin) {
            // 阻塞等待子线程执行完成
            future.join();
        }
        // 返回结果
        return ResponseEntity.ok("success");
    }
    /**
     * 执行异步处理
     */
    @SneakyThrows
    private void doAsync() {
        // 睡眠等待父线程执行完成
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
        // 获取Cookie
        String cookie = getCookie();
        log.info("Async Cookie:{}", cookie);
    }
    /**
     * 获取Cookie
     *
     * @return Cookie
     */
    private String getCookie() {
        ServletRequestAttributes requestAttributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        Assert.notNull(requestAttributes, "requestAttributes is null");
        HttpServletRequest request = requestAttributes.getRequest();
        return request.getHeader("cookie");
    }

    输出：这里通过参数：isJoin，控制是主线程是否需要等待子线程执行完成。通过观察可以发现，只要主线程执行完，子线程还没有执行完的话，此时子线程是无法获取到request属性的

    在这里插入图片描述

    问题分析

    源码：org.apache.catalina.connector.Request#recycle

    在这里插入图片描述

    源码：org.apache.coyote.Request#recycle

    在这里插入图片描述

    通过debug源码，可以发现，当主线程执行完之后，request会对自身的属性进行回收，回收之后再次获取属性就是空的了，这里就是问题的根本原因。既然已经知道原因了，那么继续debug源码，看下源码是从哪里执行recycle方法

    源码：org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter#service，这里是清空属性的入口。这里可以看到是否清空是由变量：async进行控制。

    在这里插入图片描述

    如果不希望进行清除，需要request.isAsync()返回为true，将变量async设置为true

    在这里插入图片描述

    源码：org.apache.catalina.connector.Request#isAsync，这里发现如果asyncContext为null的话，返回为false，那么后续就会对属性进行清空。继续查找哪里对asyncContext进行了赋值

    在这里插入图片描述

    源码：org.apache.catalina.connector.Request#startAsync(javax.servlet.ServletRequest, javax.servlet.ServletResponse)，这里可以看到此方法会对asyncContext进行赋值

    在这里插入图片描述

    源码：org.apache.catalina.connector.Request#startAsync()，此方法最终调用还是上面的重载的startAsync方法，通过查看发现RequestFacade这个类会调用此方法

    在这里插入图片描述

    最后走到我们自己的方法：getCookie，可以发现request对象的具体实现类就是上面截图红圈里面的：RequestFacade。正好就和上面对应上了

    在这里插入图片描述

    最终解决方法1：startAsync+complete

    	/**
     * 自定义线程池
     */
    private ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
            Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
            5,
            TimeUnit.MINUTES,
            new LinkedBlockingQueue<>(100),
            Thread::new,
            new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    /**
     * 请求异步处理
     *
     * @return 结果
     */
    @SneakyThrows
    @GetMapping("async/{isJoin}")
    public ResponseEntity async(@PathVariable("isJoin") boolean isJoin) {
        log.info("isJoin:{}", isJoin);
        // 获取Cookie
        String cookie = getCookie();
        log.info("Sync Cookie:{}", cookie);
        ServletRequestAttributes requestAttributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        Assert.notNull(requestAttributes, "requestAttributes is null");
        // 线程上下文传递
        RequestContextHolder.setRequestAttributes(requestAttributes, true);
        // 开启异步
        AsyncContext asyncContext = requestAttributes.getRequest().startAsync();
        // 异步处理任务
        CompletableFuture future = CompletableFuture.runAsync(() -> doAsync(asyncContext), executor);
        // 判断是否阻塞等待
        if (isJoin) {
            // 阻塞等待子线程执行完成
            future.join();
        }
        // 返回结果
        return ResponseEntity.ok("success");
    }
    /**
     * 执行异步处理
     *
     * @param asyncContext 异步上下文
     */
    @SneakyThrows
    private void doAsync(AsyncContext asyncContext) {
        // 睡眠等待父线程执行完成
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10000);
        // 获取Cookie
        String cookie = getCookie();
        log.info("Async Cookie:{}", cookie);
        // 异步执行完成，触发回调
        asyncContext.complete();
    }
    /**
     * 获取Cookie
     *
     * @return Cookie
     */
    private String getCookie() {
        ServletRequestAttributes requestAttributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        Assert.notNull(requestAttributes, "requestAttributes is null");
        HttpServletRequest request = requestAttributes.getRequest();
        return request.getHeader("cookie");
    }

    输出：通过观察可以发现，主线程执行完，子线程还没有执行完，但是此时子线程还是可以获取到request属性的

    在这里插入图片描述

    再次测试，发起第一次请求，6毫秒就响应了，速度很快

    在这里插入图片描述

    在方法doAsync中我特意把睡眠时间调高到10s，此时第一次请求的子线程还没执行完，我发起第二次请求，观察控制台日志，发现第二个请求的日志没打印，说明第二个请求还没进来

    在这里插入图片描述

    再通过浏览器查看，第二次请求花费了8.16秒！说明这里是有问题的，性能有影响！

    在这里插入图片描述

    最终解决方法2：自定义HttpServletRequest

    	/**
     * 自定义线程池
     */
    private ExecutorService executor = new ExecutorServiceProxy(Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
            Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
            5,
            TimeUnit.MINUTES,
            new LinkedBlockingQueue<>(100),
            Thread::new,
            new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
    /**
     * 请求异步处理
     *
     * @return 结果
     */
    @SneakyThrows
    @GetMapping("async/{isJoin}")
    public ResponseEntity async(@PathVariable("isJoin") boolean isJoin) {
        log.info("isJoin:{}", isJoin);
        // 获取Cookie
        String cookie = getCookie();
        log.info("Sync Cookie:{}", cookie);
        // 异步处理任务
        CompletableFuture future = CompletableFuture.runAsync(this::doAsync, executor);
        // 判断是否阻塞等待
        if (isJoin) {
            // 阻塞等待子线程执行完成
            future.join();
        }
        // 返回结果
        return ResponseEntity.ok("success");
    }
    /**
     * 执行异步处理
     */
    @SneakyThrows
    private void doAsync() {
        // 睡眠等待父线程执行完成
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10000);
        // 获取Cookie
        String cookie = getCookie();
        log.info("Async Cookie:{}", cookie);
    }

    这里不再是直接使用ThreadPoolExecutor线程池，而是自定义的线程池：ExecutorServiceProxy，对ThreadPoolExecutor进行一次代理，将操作进行封装，核心就是重写execute方法，使用自定义的HttpServletRequest类：TinyHttpServletRequest，不再是使用系统自带的类RequestFacade

    /**
 * 执行器服务代理
 *
 * @author Administrator
 */
public class ExecutorServiceProxy extends AbstractExecutorService {
    private final ThreadPoolExecutor executor;
    public ExecutorServiceProxy(int corePoolSize,
                                int maximumPoolSize,
                                long keepAliveTime,
                                TimeUnit unit,
                                BlockingQueue workQueue,
                                ThreadFactory threadFactory,
                                RejectedExecutionHandler handler) {
        this.executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler);
    }
    /**
     * 执行
     *
     * @param command 命令
     */
    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        // 获取当前的请求属性
        ServletRequestAttributes requestAttributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        Assert.notNull(requestAttributes, "requestAttributes is null");
        // 创建新的请求属性
        ServletRequestAttributes newRequestAttributes = new ServletRequestAttributes(
                new TinyHttpServletRequest(requestAttributes.getRequest()), requestAttributes.getResponse());
        // 执行
        executor.execute(() -> {
            // 线程上下文传递
            RequestContextHolder.setRequestAttributes(newRequestAttributes);
            // 线程任务执行
            command.run();
            // 清除属性
            RequestContextHolder.resetRequestAttributes();
        });
    }
    @Override
    public void shutdown() {
        executor.shutdown();
    }
    @Override
    public List shutdownNow() {
        return executor.shutdownNow();
    }
    @Override
    public boolean isShutdown() {
        return executor.isShutdown();
    }
    @Override
    public boolean isTerminated() {
        return executor.isTerminated();
    }
    @Override
    public boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        return executor.awaitTermination(timeout, unit);
    }
}

    自定义类TinyHttpServletRequest ，复制原始的请求头属性。我这里只实现了getHeader和getHeaderNames这两个方法，因为已经够用了。其他的方法都是返回为null，或者不处理，如果有需求可以自行实现这些方法（getHeaderNames之前存在死循环问题，已经修改，感谢老铁@akepeng，指出问题）

    /**
 * 极小的Request
 *
 * @author Administrator
 */
public class TinyHttpServletRequest implements HttpServletRequest {
    private Map headerMap = new HashMap<>();
    public TinyHttpServletRequest(HttpServletRequest request) {
        Enumeration headerNames = request.getHeaderNames();
        while (headerNames.hasMoreElements()) {
            String headerName = headerNames.nextElement();
            String header = request.getHeader(headerName);
            headerMap.put(headerName, header);
        }
    }
    @Override
    public String getHeader(String name) {
        return headerMap.get(name);
    }
    @Override
    public Enumeration getHeaderNames() {
        Iterator iterator = headerMap.keySet().iterator();
        return new Enumeration() {
            @Override
            public boolean hasMoreElements() {
                return iterator.hasNext();
            }
            @Override
            public String nextElement() {
                return iterator.next();
            }
        };
    }
    /*需要实现的方法比较多，下面进行省略，需要使用的话，自行实现*/
	.................
}

    输出：结果正常，可以获取到request属性

    在这里插入图片描述

    再次测试，连续发起多次请求，通过控制台观察，可以发现虽然第一次请求的子线程方法没执行完，但是其他的请求都进来了

    在这里插入图片描述

    再查看浏览器，3毫秒就执行完了，说明一切正常

    在这里插入图片描述

    总结

    1：直接使用RequestContextHolder的setRequestAttributes方法，会存在风险，需要保证异步任务一定要在主任务之前执行完成

    2：通过执行startAsync，优点：简单方便。缺点：虽然不会丢失request属性，但是对性能会有损耗。这里没深入研究，或许可以通过配置等一些其他方式进行优化

    3：自定义HttpServletRequest，优点：性能正常，不会有影响。缺点：重写的方法比较多，如果需要这些方法，要自己一个个进行实现。如果只是简单的使用请求头的信息，那么这种方式还是比较推荐的

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