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Java 从零开始手写 RPC-timeout 超时处理

必要性前面我们实现了通用的 rpc,但是存在一个问题,同步获取响应的时候没有超时处理。如果 server 挂掉了,或者处理太慢,客户端也不可能一直傻傻的等。当外部的调用超过指定的时间后,就直接报错,避免无意义的资源消耗。思路调用的时候,将开始时间保留

必要性

前面我们实现了通用的 rpc,但是存在一个问题,同步获取响应的时候没有超时处理。

 

如果 server 挂掉了,或者处理太慢,客户端也不可能一直傻傻的等。

 

当外部的调用超过指定的时间后,就直接报错,避免无意义的资源消耗。

 

思路

调用的时候,将开始时间保留。

 

获取的时候检测是否超时。

 

同时创建一个线程,用来检测是否有超时的请求。

 

实现

思路

调用的时候,将开始时间保留。

 

获取的时候检测是否超时。

 

同时创建一个线程,用来检测是否有超时的请求。

 

超时检测线程

为了不影响正常业务的性能,我们另起一个线程检测调用是否已经超时。

 

package com.github.houbb.rpc.client.invoke.impl; 

 

 

import com.github.houbb.heaven.util.common.ArgUtil; 

import com.github.houbb.rpc.common.rpc.domain.RpcResponse; 

import com.github.houbb.rpc.common.rpc.domain.impl.RpcResponseFactory; 

import com.github.houbb.rpc.common.support.time.impl.Times; 

 

 

import java.util.Map; 

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; 

 

 

/** 

 * 超时检测线程 

 * @author binbin.hou 

 * @since 0.0.7 

 */ 

public class TimeoutCheckThread implements Runnable{ 

 

 

    /** 

     * 请求信息 

     * @since 0.0.7 

     */ 

    private final ConcurrentHashMap<String, Long> requestMap; 

 

 

    /** 

     * 请求信息 

     * @since 0.0.7 

     */ 

    private final ConcurrentHashMap<String, RpcResponse> responseMap; 

 

 

    /** 

     * 新建 

     * @param requestMap  请求 Map 

     * @param responseMap 结果 map 

     * @since 0.0.7 

     */ 

    public TimeoutCheckThread(ConcurrentHashMap<String, Long> requestMap, 

                              ConcurrentHashMap<String, RpcResponse> responseMap) { 

        ArgUtil.notNull(requestMap, "requestMap"); 

        this.requestMap = requestMap; 

        this.responseMap = responseMap; 

    } 

 

 

    @Override 

    public void run() { 

        for(Map.Entry<String, Long> entry : requestMap.entrySet()) { 

            long expireTime = entry.getValue(); 

            long currentTime = Times.time(); 

 

 

            if(currentTime > expireTime) { 

                final String key = entry.getKey(); 

                // 结果设置为超时,从请求 map 中移除 

                responseMap.putIfAbsent(key, RpcResponseFactory.timeout()); 

                requestMap.remove(key); 

            } 

        } 

    } 

 

 

}  

这里主要存储请求,响应的时间,如果超时,则移除对应的请求。

 

线程启动

在 DefaultInvokeService 初始化时启动:

 

final Runnable timeoutThread = new TimeoutCheckThread(requestMap, responseMap); 

Executors.newScheduledThreadPool(1) 

                .scheduleAtFixedRate(timeoutThread,60, 60, TimeUnit.SECONDS); 

DefaultInvokeService

原来的设置结果,获取结果是没有考虑时间的,这里加一下对应的判断。

 

设置请求时间

•添加请求 addRequest

 

会将过时的时间直接放入 map 中。

 

因为放入是一次操作,查询可能是多次。

 

所以时间在放入的时候计算完成。

 

@Override 

public InvokeService addRequest(String seqId, long timeoutMills) { 

    LOG.info("[Client] start add request for seqId: {}, timeoutMills: {}", seqId, 

            timeoutMills); 

    final long expireTime = Times.time()+timeoutMills; 

    requestMap.putIfAbsent(seqId, expireTime); 

    return this; 

设置请求结果

 

•添加响应 addResponse

 

1.如果 requestMap 中已经不存在这个请求信息,则说明可能超时,直接忽略存入结果。

 

2.此时检测是否出现超时,超时直接返回超时信息。

 

3.放入信息后,通知其他等待的所有进程。

 

@Override 

public InvokeService addResponse(String seqId, RpcResponse rpcResponse) { 

    // 1. 判断是否有效 

    Long expireTime = this.requestMap.get(seqId); 

    // 如果为空,可能是这个结果已经超时了,被定时 job 移除之后,响应结果才过来。直接忽略 

    if(ObjectUtil.isNull(expireTime)) { 

        return this; 

    } 

 

 

    //2. 判断是否超时 

    if(Times.time() > expireTime) { 

        LOG.info("[Client] seqId:{} 信息已超时,直接返回超时结果。", seqId); 

        rpcResponse = RpcResponseFactory.timeout(); 

    } 

 

 

    // 这里放入之前,可以添加判断。 

    // 如果 seqId 必须处理请求集合中,才允许放入。或者直接忽略丢弃。 

    // 通知所有等待方 

    responseMap.putIfAbsent(seqId, rpcResponse); 

    LOG.info("[Client] 获取结果信息,seqId: {}, rpcResponse: {}", seqId, rpcResponse); 

    LOG.info("[Client] seqId:{} 信息已经放入,通知所有等待方", seqId); 

    // 移除对应的 requestMap 

    requestMap.remove(seqId); 

    LOG.info("[Client] seqId:{} remove from request map", seqId); 

    synchronized (this) { 

        this.notifyAll(); 

    } 

    return this; 

获取请求结果

 

•获取相应 getResponse

 

1.如果结果存在,直接返回响应结果

 

2.否则进入等待。

 

3.等待结束后获取结果。

 

@Override 

public RpcResponse getResponse(String seqId) { 

    try { 

        RpcResponse rpcResponse = this.responseMap.get(seqId); 

        if(ObjectUtil.isNotNull(rpcResponse)) { 

            LOG.info("[Client] seq {} 对应结果已经获取: {}", seqId, rpcResponse); 

            return rpcResponse; 

        } 

        // 进入等待 

        while (rpcResponse == null) { 

            LOG.info("[Client] seq {} 对应结果为空,进入等待", seqId); 

            // 同步等待锁 

            synchronized (this) { 

                this.wait(); 

            } 

            rpcResponse = this.responseMap.get(seqId); 

            LOG.info("[Client] seq {} 对应结果已经获取: {}", seqId, rpcResponse); 

        } 

        return rpcResponse; 

    } catch (InterruptedException e) { 

        throw new RpcRuntimeException(e); 

    } 

可以发现获取部分的逻辑没变,因为超时会返回一个超时对象:RpcResponseFactory.timeout();

 

这是一个非常简单的实现,如下:

 

package com.github.houbb.rpc.common.rpc.domain.impl; 

 

 

import com.github.houbb.rpc.common.exception.RpcTimeoutException; 

import com.github.houbb.rpc.common.rpc.domain.RpcResponse; 

 

 

/** 

 * 响应工厂类 

 * @author binbin.hou 

 * @since 0.0.7 

 */ 

public final class RpcResponseFactory { 

 

 

    private RpcResponseFactory(){} 

 

 

    /** 

     * 超时异常信息 

     * @since 0.0.7 

     */ 

    private static final DefaultRpcResponse TIMEOUT; 

 

 

    static { 

        TIMEOUT = new DefaultRpcResponse(); 

        TIMEOUT.error(new RpcTimeoutException()); 

    } 

 

 

    /** 

     * 获取超时响应结果 

     * @return 响应结果 

     * @since 0.0.7 

     */ 

    public static RpcResponse timeout() { 

        return TIMEOUT; 

    } 

 

 

响应结果指定一个超时异常,这个异常会在代理处理结果时抛出:

 

RpcResponse rpcResponse = proxyContext.invokeService().getResponse(seqId); 

Throwable error = rpcResponse.error(); 

if(ObjectUtil.isNotNull(error)) { 

    throw error; 

return rpcResponse.result(); 

测试代码

服务端

我们故意把服务端的实现添加沉睡,其他保持不变。

 

public class CalculatorServiceImpl implements CalculatorService { 

 

 

    public CalculateResponse sum(CalculateRequest request) { 

        int sum = request.getOne()+request.getTwo(); 

 

 

        // 故意沉睡 3s 

        try { 

            TimeUnit.SECONDS.sleep(3); 

        } catch (InterruptedException e) { 

            e.printStackTrace(); 

        } 

 

 

        return new CalculateResponse(true, sum); 

    } 

 

 

客户端

设置对应的超时时间为 1S,其他不变:

 

public static void main(String[] args) { 

    // 服务配置信息 

    ReferenceConfig<CalculatorService> config = new DefaultReferenceConfig<CalculatorService>(); 

    config.serviceId(ServiceIdConst.CALC); 

    config.serviceInterface(CalculatorService.class); 

    config.addresses("localhost:9527"); 

    // 设置超时时间为1S 

    config.timeout(1000); 

 

 

    CalculatorService calculatorService = config.reference(); 

    CalculateRequest request = new CalculateRequest(); 

    request.setOne(10); 

    request.setTwo(20); 

 

 

    CalculateResponse response = calculatorService.sum(request); 

    System.out.println(response); 

日志如下:

 

.log.integration.adaptors.stdout.StdOutExImpl' adapter. 

[INFO] [2021-10-05 14:59:40.974] [main] [c.g.h.r.c.c.RpcClient.connect] – RPC 服务开始启动客户端 

… 

[INFO] [2021-10-05 14:59:42.504] [main] [c.g.h.r.c.c.RpcClient.connect] – RPC 服务启动客户端完成,监听地址 localhost:9527 

[INFO] [2021-10-05 14:59:42.533] [main] [c.g.h.r.c.p.ReferenceProxy.invoke] – [Client] start call remote with request: DefaultRpcRequest{seqId='62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb', createTime=1633417182525, serviceId='calc', methodName='sum', paramTypeNames=[com.github.houbb.rpc.server.facade.model.CalculateRequest], paramValues=[CalculateRequest{one=10, two=20}]} 

[INFO] [2021-10-05 14:59:42.534] [main] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addRequest] – [Client] start add request for seqId: 62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb, timeoutMills: 1000 

[INFO] [2021-10-05 14:59:42.535] [main] [c.g.h.r.c.p.ReferenceProxy.invoke] – [Client] start call channel id: 00e04cfffe360988-000004bc-00000000-1178e1265e903c4c-7975626f 

… 

Exception in thread "main" com.github.houbb.rpc.common.exception.RpcTimeoutException 

    at com.github.houbb.rpc.common.rpc.domain.impl.RpcResponseFactory.<clinit>(RpcResponseFactory.java:23) 

    at com.github.houbb.rpc.client.invoke.impl.DefaultInvokeService.addResponse(DefaultInvokeService.java:72) 

    at com.github.houbb.rpc.client.handler.RpcClientHandler.channelRead0(RpcClientHandler.java:43) 

    at io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler.channelRead(SimpleChannelInboundHandler.java:105) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:362) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:348) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.fireChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:340) 

    at io.netty.handler.logging.LoggingHandler.channelRead(LoggingHandler.java:241) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:362) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:348) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.fireChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:340) 

    at io.netty.handler.codec.ByteToMessageDecoder.fireChannelRead(ByteToMessageDecoder.java:310) 

    at io.netty.handler.codec.ByteToMessageDecoder.channelRead(ByteToMessageDecoder.java:284) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:362) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:348) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.fireChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:340) 

    at io.netty.channel.DefaultChannelPipeline$HeadContext.channelRead(DefaultChannelPipeline.java:1359) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:362) 

    at io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext.invokeChannelRead(AbstractChannelHandlerContext.java:348) 

    at io.netty.channel.DefaultChannelPipeline.fireChannelRead(DefaultChannelPipeline.java:935) 

    at io.netty.channel.nio.AbstractNioByteChannel$NioByteUnsafe.read(AbstractNioByteChannel.java:138) 

    at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.processSelectedKey(NioEventLoop.java:645) 

    at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.processSelectedKeysOptimized(NioEventLoop.java:580) 

    at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.processSelectedKeys(NioEventLoop.java:497) 

    at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.run(NioEventLoop.java:459) 

    at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor$5.run(SingleThreadEventExecutor.java:858) 

    at io.netty.util.concurrent.DefaultThreadFactory$DefaultRunnableDecorator.run(DefaultThreadFactory.java:138) 

    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748) 

… 

[INFO] [2021-10-05 14:59:45.615] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addResponse] – [Client] seqId:62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb 信息已超时,直接返回超时结果。 

[INFO] [2021-10-05 14:59:45.617] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addResponse] – [Client] 获取结果信息,seqId: 62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb, rpcResponse: DefaultRpcResponse{seqId='null', error=com.github.houbb.rpc.common.exception.RpcTimeoutException, result=null} 

[INFO] [2021-10-05 14:59:45.617] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addResponse] – [Client] seqId:62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb 信息已经放入,通知所有等待方 

[INFO] [2021-10-05 14:59:45.618] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.addResponse] – [Client] seqId:62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb remove from request map 

[INFO] [2021-10-05 14:59:45.618] [nioEventLoopGroup-2-1] [c.g.h.r.c.c.RpcClient.channelRead0] – [Client] response is :DefaultRpcResponse{seqId='62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb', error=null, result=CalculateResponse{success=true, sum=30}} 

[INFO] [2021-10-05 14:59:45.619] [main] [c.g.h.r.c.i.i.DefaultInvokeService.getResponse] – [Client] seq 62e126d9a0334399904509acf8dfe0bb 对应结果已经获取: DefaultRpcResponse{seqId='null', error=com.github.houbb.rpc.common.exception.RpcTimeoutException, result=null} 

… 

可以发现,超时异常。

 

不足之处

对于超时的处理可以拓展为双向的,比如服务端也可以指定超时限制,避免资源的浪费。

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作者: dawei

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