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suging閑談-netty 的異步非阻塞IO執行緒與業務執行緒分離

2022-02-16 06:09:15 .NET開發

前言

surging 對外沉寂了一段時間了,但是作者并沒有閑著,而是針對于客戶的需要添加了不少功能,也給我帶來了不少外快收益, 就比如協議轉化,consul 的watcher 機制,JAVA版本,skywalking 升級支持8.0,.升級NET 6.0 ,而客戶自己擴展支持服務編排流程引擎,后期客戶還需要擴展定制coap ,XMPP等協議,而今天寫這篇文章的目的針對于修改基于netty 的異步非阻塞業務邏輯操作

問題描述

年前客戶把JAVA版本進行了測驗,產生了不少問題,客戶也比較茫然,因為有記憶體泄漏,通過jmeter壓測,并發始終上不來,通過半個月的努力,終于把問題解決了,預估JAVA版本并發能達到2萬左右,以下是客戶通過設定jmeter壓測實體

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

解決方案

當客戶把問題拋給我后,我第一反應是IO執行緒被阻塞造成的,而這樣就可以把問題定位在netty 的處理上,而處理server 端代碼是NettyServerMessageListener,而其中ServerHandler的channelRead是處理業務邏輯的,在這當中我是通過ThreadPoolExecutor執行異步處理,可以看看NettyServerMessageListener代碼:

public class NettyServerMessageListener implements IMessageListener {
    private Thread thread;
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(NettyServerMessageListener.class);
    private ChannelFuture channel;
    private final ITransportMessageDecoder transportMessageDecoder;
    private final ITransportMessageEncoder transportMessageEncoder;
    ReceivedDelegate Received = new ReceivedDelegate();
    @Inject
    public NettyServerMessageListener(  ITransportMessageCodecFactory codecFactory)
    {
        this.transportMessageEncoder = codecFactory.GetEncoder();
        this.transportMessageDecoder = codecFactory.GetDecoder();
    }

    public void StartAsync(final String serverAddress) {
        thread = new Thread(new Runnable() {
            int parallel = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
            final DefaultEventLoopGroup eventExecutors = new DefaultEventLoopGroup(parallel);
            ThreadFactory threadFactory = new DefaultThreadFactory("rpc-netty", true);
            public void run() {
                String[] array = serverAddress.split(":");
                logger.debug("準備啟動服務主機,監聽地址:" + array[0] + "" + array[1] + ",");
                EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
                EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(parallel,threadFactory);
                ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
                bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                        .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true).childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true).channel(NioServerSocketChannel.class)
                        .childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                            @Override
                            protected void initChannel(NioSocketChannel socketChannel) throws Exception {
                                socketChannel.pipeline()
                                        .addLast(new LengthFieldPrepender(4))
                                        .addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, 4, 0, 4))
                                        .addLast(new ServerHandler(eventExecutors,new ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage>() {
                                                    @Override
                                                    public void run() {
                                                        IMessageSender sender = new NettyServerMessageSender(transportMessageEncoder, this.parameter);
                                                        onReceived(sender, this.parameter1);
                                                    }
                                                },transportMessageDecoder)
                                        );
                            }
                        })
                        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
                        .childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);
                try {

                    String host = array[0];
                    int port = Integer.parseInt(array[1]);
                    channel = bootstrap.bind(host, port).sync();
                    logger.debug("服務主機啟動成功,監聽地址:" + serverAddress + ",");
                } catch (Exception e) {
                    if (e instanceof InterruptedException) {
                        logger.info("Rpc server remoting server stop");
                    } else {
                        logger.error("Rpc server remoting server error", e);
                    }

                }
            }
        });
        thread.start();
    }


    @Override
    public ReceivedDelegate getReceived() {
        return Received;
    }

    public void onReceived(IMessageSender sender, TransportMessage message) {
        if (Received == null)
            return;
        Received.notifyX(sender,message);
    }

    private class ReadAction<T,T1> implements  Runnable
    {
        public  T parameter;
        public T1 parameter1;
        public void setParameter( T tParameter,T1 tParameter1) {
            parameter = tParameter;
            parameter1 = tParameter1;
        }

        @Override
        public void run() {

        }
    }

    private class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
        private final DefaultEventLoopGroup serverHandlerPool;
        private final ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage> serverRunnable;
        private final ITransportMessageDecoder transportMessageDecoder;

        public ServerHandler(final DefaultEventLoopGroup threadPoolExecutor, ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage> runnable,
                             ITransportMessageDecoder transportMessageDecoder) {
            this.serverHandlerPool = threadPoolExecutor;
            this.serverRunnable = runnable;
            this.transportMessageDecoder = transportMessageDecoder;
        }

        @Override
        public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
            logger.warn("與服務器:" + ctx.channel().remoteAddress() + "通信時發送了錯誤,");
            ctx.close();
        }

        @Override
        public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext context) {
            context.flush();
        }

        @Override
        public void channelRead(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, Object message) throws Exception {
           ByteBuf buffer = (ByteBuf) message;
            try {
                byte[] data = https://www.cnblogs.com/fanliang11/archive/2022/02/15/new byte[buffer.readableBytes()];
                buffer.readBytes(data);
                serverHandlerPool.execute(() -> {
                    TransportMessage transportMessage = null;
                    try {
                        transportMessage = transportMessageDecoder.Decode(data);
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    serverRunnable.setParameter(channelHandlerContext, transportMessage);
                    serverRunnable.run();
                });
            }
            finally {
                ReferenceCountUtil.release(message);
            }
        }
    }
}

ThreadPoolExecutor代碼:

    public static ThreadPoolExecutor makeServerThreadPool(final String serviceName, int corePoolSize, int maxPoolSize) {
        ThreadPoolExecutor serverHandlerPool = new ThreadPoolExecutor(
                corePoolSize,
                maxPoolSize,
                60L,
                TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<Runnable>(  10000));
/*
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>(10000),
                r -> new Thread(r, "netty-rpc-" + serviceName + "-" + r.hashCode()),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());*/

        return serverHandlerPool;
    }

后面通過查找官方的檔案發現以下addLast是IO執行緒阻塞呼叫

 .addLast(new ServerHandler(eventExecutors,new ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage>() {
                                                    @Override
                                                    public void run() {
                                                        IMessageSender sender = new NettyServerMessageSender(transportMessageEncoder, this.parameter);
                                                        onReceived(sender, this.parameter1);
                                                    }
                                                },transportMessageDecoder)

 后面通過使用EventExecutorGroup把IO執行緒與業務執行緒進行分離,把耗時業務處理添加到EventExecutorGroup進行處理,首先EventExecutorGroup代碼如下

    public static final EventExecutorGroup execThreadPool = new DefaultEventExecutorGroup( Runtime.getRuntime().availableProcessors()*2,
            (ThreadFactory) r -> {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("custom-tcp-exec-"+r.hashCode());
                return thread;
            },
            100000,
            RejectedExecutionHandlers.reject()
    );

而addLast的ServerHandler添加了EventExecutorGroup, 最新的NettyServerMessageListener代碼如下:

public class NettyServerMessageListener implements IMessageListener {
    private Thread thread;
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(NettyServerMessageListener.class);
    private ChannelFuture channel;
    private final ITransportMessageDecoder transportMessageDecoder;
    private final ITransportMessageEncoder transportMessageEncoder;
    ReceivedDelegate Received = new ReceivedDelegate();
    @Inject
    public NettyServerMessageListener(  ITransportMessageCodecFactory codecFactory)
    {
        this.transportMessageEncoder = codecFactory.GetEncoder();
        this.transportMessageDecoder = codecFactory.GetDecoder();
    }

    public void StartAsync(final String serverAddress) {
        thread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                String[] array = serverAddress.split(":");
              logger.debug("準備啟動服務主機,監聽地址:" + array[0] + "" + array[1] + ",");
                EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
                EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
                ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
                bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class)
                        .childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                            @Override
                            protected void initChannel(NioSocketChannel socketChannel) throws Exception {
                                socketChannel.pipeline()
                                        .addLast(new LengthFieldPrepender(4))
                                        .addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, 4, 0, 4))
                                        .addLast(ThreadPoolUtil.execThreadPool, "handler",new ServerHandler(new ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage>() {
                                            @Override
                                            public void run() {
                                                IMessageSender sender = new NettyServerMessageSender(transportMessageEncoder, this.parameter);
                                                 onReceived(sender, this.parameter1);
                                            }
                                        },transportMessageDecoder)
                                        );
                            }
                        })
                        .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
                        .childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);
                try {

                    String host = array[0];
                    int port = Integer.parseInt(array[1]);
                    channel = bootstrap.bind(host, port).sync();
                    logger.debug("服務主機啟動成功,監聽地址:" + serverAddress + ",");
                } catch (Exception e) {
                    if (e instanceof InterruptedException) {
                        logger.info("Rpc server remoting server stop");
                    } else {
                        logger.error("Rpc server remoting server error", e);
                    }

                }
            }
        });
        thread.start();
    }


    @Override
    public ReceivedDelegate getReceived() {
        return Received;
    }

    public void onReceived(IMessageSender sender, TransportMessage message) {
        if (Received == null)
            return;
        Received.notifyX(sender,message);
    }

    private class ReadAction<T,T1> implements  Runnable
    {
        public  T parameter;
        public T1 parameter1;
        public void setParameter( T tParameter,T1 tParameter1) {
            parameter = tParameter;
            parameter1 = tParameter1;
        }

        @Override
        public void run() {

        }
    }

    private class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

        private final ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage> serverRunnable;
        private final ITransportMessageDecoder transportMessageDecoder;

        public ServerHandler(ReadAction<ChannelHandlerContext, TransportMessage> runnable,
                             ITransportMessageDecoder transportMessageDecoder) {

            this.serverRunnable = runnable;
            this.transportMessageDecoder = transportMessageDecoder;
        }

        @Override
        public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
            logger.warn("與服務器:" + ctx.channel().remoteAddress() + "通信時發送了錯誤,");
            ctx.close();
        }

        @Override
        public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext context) {
            context.flush();
        }

        @Override
        public void channelRead(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, Object message) throws Exception {
            ByteBuf buffer = (ByteBuf) message;
            try {
                byte[] data = https://www.cnblogs.com/fanliang11/archive/2022/02/15/new byte[buffer.readableBytes()];
                buffer.readBytes(data);
                TransportMessage  transportMessage = transportMessageDecoder.Decode(data);
                serverRunnable.setParameter(channelHandlerContext, transportMessage);
                serverRunnable.run();
            }
            finally {
                ReferenceCountUtil.release(message);
            }
        }
    }
}

通過以上修改,再通過jmeter壓測已經不會出現timeout 問題,就連stage 網關-》.NET微服務-》JAVA微服務都沒有Time out問題產生,jmeter的user thread拉長到2000也沒有出現問題,

通過以上思路把.NET版本的surging 社區版本也進行了修改,已經提交到github,首先把ServiceHost中的serverMessageListener.Received 中的Task.Run移除,ServerHandler中ChannelRead進行移除,然后addLast的ServerHandler添加了EventExecutorGroup.通過以上修改再通過壓測發現可以支持20萬+ ,也未發現記憶體泄漏問題,執行client 1萬次 ,服務端cpu 在6%左右,回應速度在1.1秒左右,可以開啟多個surging 的client 進行壓測,cpu 會疊加上升,回應速度沒有影響,以下是執行1萬次壓測

 

 

 surging 社區版本開源地址

 

 

總結

通過5年研發,surging 從原來的最初的基于netty 的RPC發展到現在可以支持多協議,多語言的異構微服務引擎,不僅是技術的提高,也帶來名利的收益,只要不斷堅持,終究能看到成果,我也會一直更新,為企業和社區用戶帶來自己的綿薄之力,讓企業能更好的掌握微服務解決方案,已解決現在行業各種不同的業務需求,

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/net/423886.html

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    uj5u.com 2020-09-09 22:08:02 more
  • ASP.NET 開源匯入匯出庫Magicodes.IE Docker中使用

    Magicodes.IE在Docker中使用 更新歷史 2019.02.13 【Nuget】版本更新到2.0.2 【匯入】修復單列匯入的Bug,單元測驗“OneColumnImporter_Test”。問題見(https://github.com/dotnetcore/Magicodes.IE/is ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:05 more
  • 在webform中使用ajax

    如果你用過Asp.net webform, 說明你也算是.NET 開發的老兵了。WEBform應該是2011 2013左右,當時還用visual studio 2005、 visual studio 2008。后來基本都用的是MVC。 如果是新開發的專案,估計沒人會用webform技術。但是有些舊版 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:50 more
  • iis添加asp.net網站,訪問提示:由于擴展配置問題而無法提供您請求的

    今天在iis服務器配置asp.net網站,遇到一個問題,記錄一下: 問題:由于擴展配置問題而無法提供您請求的頁面。如果該頁面是腳本,請添加處理程式。如果應下載檔案,請添加 MIME 映射。 WindowServer2012服務器,添加角色安裝完.netframework和iis之后,運行aspx頁面 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:10:00 more
  • WebAPI-處理架構

    帶著問題去思考,大家好! 問題1:HTTP請求和回傳相應的HTTP回應資訊之間發生了什么? 1:首先是最底層,托管層,位于WebAPI和底層HTTP堆疊之間 2:其次是 訊息處理程式管道層,這里比如日志和快取。OWIN的參考是將訊息處理程式管道的一些功能下移到堆疊下端的OWIN中間件了。 3:控制器處理 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:11:13 more
  • 微信門戶開發框架-使用指導說明書

    微信門戶應用管理系統,采用基于 MVC + Bootstrap + Ajax + Enterprise Library的技術路線,界面層采用Boostrap + Metronic組合的前端框架,資料訪問層支持Oracle、SQLServer、MySQL、PostgreSQL等資料庫。框架以MVC5,... ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:18 more
  • WebAPI-HTTP編程模型

    帶著問題去思考,大家好!它是什么?它包含什么?它能干什么? 訊息 HTTP編程模型的核心就是訊息抽象,表示為:HttPRequestMessage,HttpResponseMessage.用于客戶端和服務端之間交換請求和回應訊息。 HttpMethod類包含了一組靜態屬性: private stat ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:23 more
  • 部署WebApi隨筆

    一、跨域 NuGet參考Microsoft.AspNet.WebApi.Cors WebApiConfig.cs中配置: // Web API 配置和服務 config.EnableCors(new EnableCorsAttribute("*", "*", "*")); 二、清除默認回傳XML格式 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:48 more
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    C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒 執行緒學習第一篇:C#多執行緒學習(一) 多執行緒的相關概念 下面我們就動手來創建一個執行緒,使用Thread類創建執行緒時,只需提供執行緒入口即可。(執行緒入口使程式知道該讓這個執行緒干什么事) 在C#中,執行緒入口是通過ThreadStart代理(delegate)來提供的 ......

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    一:背景 1. 講故事 前段時間協助訓練營里的一位朋友分析了一個程式卡死的問題,回過頭來看這個案例比較經典,這篇稍微整理一下供后來者少踩坑吧。 二:WinDbg 分析 1. 為什么會卡死 因為是表單程式,理所當然就是看主執行緒此時正在做什么? 可以用 ~0s ; k 看一下便知。 0:000> k # ......

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