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什么是 Spring MVC 的异步请求处理？

ops 2025/7/28 23:58:44

Spring MVC 的异步请求处理是一种机制，允许 Web 应用程序在处理耗时操作（如 I/O 操作、调用外部服务等）时，释放 Servlet 容器的请求处理线程，从而提高服务器的吞吐量和伸缩性。

传统的同步请求处理模型（Thread-Per-Request）中，每个请求都会占用一个 Servlet 容器线程，直到请求处理完成并返回响应。如果某个请求涉及到长时间的等待（例如，等待数据库查询、外部 API 调用），那么这个线程就会被阻塞，无法处理其他新的请求。当并发请求量很大时，线程池可能会耗尽，导致服务器响应缓慢甚至无响应。

异步请求处理通过以下方式解决了这个问题：

接收请求：当一个请求到达 DispatcherServlet 时，它像往常一样将请求路由到相应的 Controller 方法。
启动异步处理：如果 Controller 方法被设计为异步的，它会立即返回一个特殊的类型（如 Callable、DeferredResult、ResponseBodyEmitter 等），而不是直接返回响应数据或视图名。
释放容器线程：Spring MVC 识别到这个特殊返回类型后，会通知 Servlet 容器（需要 Servlet 3.0+ 支持）该请求将进行异步处理。此时，Servlet 容器会释放当前处理该请求的线程，使其可以返回到线程池去处理其他新的传入请求。HTTP 连接本身保持打开状态。
执行耗时操作：耗时的操作会在一个单独的线程中执行（通常由 Spring 配置的 TaskExecutor 管理，或者在 DeferredResult 的情况下，由应用程序的其他部分触发）。
完成处理并发送响应：当耗时操作完成后，它会设置结果（对于 Callable 是返回值，对于 DeferredResult 是通过 setResult() 方法）。Spring MVC (或 Servlet 容器) 会检测到异步处理已完成，然后从线程池中获取一个线程（可能是之前释放的那个，也可能是另一个），将结果打包成 HTTP 响应并发送给客户端。

核心组件和返回类型：

Callable<V>：

最简单的方式。Controller 方法返回一个 Callable<V>。
Spring MVC 会将 Callable 提交给一个 TaskExecutor 在单独的线程中执行其 call() 方法。
call() 方法的返回值将作为响应体（如果使用了 @ResponseBody）或模型数据。

示例：

@GetMapping("/async-callable")
@ResponseBody
public Callable<String> processAsyncCallable() {log.info("Controller thread: " + Thread.currentThread().getName());return () -> {Thread.sleep(2000); // 模拟耗时操作log.info("Async task thread: " + Thread.currentThread().getName());return "Callable result";};
}

DeferredResult<V>：

更灵活的方式。Controller 方法返回一个 DeferredResult<V>。
Controller 立即返回，但结果 (V) 将在未来的某个时间点由其他线程（例如，消息队列监听器、定时任务、外部事件触发等）通过调用 DeferredResult.setResult(V) 来设置。
提供了超时处理 (onTimeout) 和完成处理 (onCompletion) 的回调。

示例：

private final Map<String, DeferredResult<String>> deferredResults = new ConcurrentHashMap<>();@GetMapping("/async-deferred")
@ResponseBody
public DeferredResult<String> processAsyncDeferred(@RequestParam String requestId) {log.info("Controller thread: " + Thread.currentThread().getName() + " for request: " + requestId);DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<>(5000L, "Timeout!"); // 5秒超时deferredResults.put(requestId, deferredResult);deferredResult.onCompletion(() -> {log.info("DeferredResult completed for " + requestId);deferredResults.remove(requestId);});deferredResult.onTimeout(() -> {log.info("DeferredResult timed out for " + requestId);deferredResults.remove(requestId); // 确保移除// deferredResult.setErrorResult("Timeout occurred"); // 可以设置错误结果});// 模拟一个外部事件在2秒后设置结果// 在实际应用中，这可能是由消息队列消费者、另一个服务的回调等触发new Thread(() -> {try {Thread.sleep(2000);if (deferredResults.containsKey(requestId)) {log.info("Setting result from another thread: " + Thread.currentThread().getName());deferredResults.get(requestId).setResult("Deferred result for " + requestId);}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();if (deferredResults.containsKey(requestId)) {deferredResults.get(requestId).setErrorResult("Interrupted while processing");}}}).start();log.info("Servlet thread released for request: " + requestId);return deferredResult;
}

ResponseBodyEmitter / SseEmitter / StreamingResponseBody：
- 用于流式传输数据。允许服务器分块地向客户端发送多个数据对象，而不是一次性发送整个响应。
- ResponseBodyEmitter: 通用的流式响应体。
- SseEmitter: 专门用于 Server-Sent Events (SSE)。
- StreamingResponseBody: 允许直接向 OutputStream 写入数据，适合大文件下载等。

如何启用异步支持：

Servlet 3.0+ 容器：这是前提条件（如 Tomcat 7+, Jetty 8+）。

web.xml (如果使用)：

<servlet><servlet-name>dispatcher</servlet-name><servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class><async-supported>true</async-supported> <!-- 启用异步支持 -->
</servlet>
<filter><filter-name>someFilter</filter-name><filter-class>com.example.MyFilter</filter-class><async-supported>true</async-supported> <!-- 过滤器也需要支持异步 -->
</filter>

JavaConfig (Spring Boot 推荐)：Spring Boot 会自动配置 DispatcherServlet 和常用 Filter 的 async-supported 为 true。

TaskExecutor 配置：Spring MVC 会使用一个 AsyncTaskExecutor 来执行 Callable 返回的任务。你可以自定义这个执行器：

@Configuration
@EnableAsync // 启用Spring的异步方法执行能力，这里主要是为了配置 TaskExecutor
public class AsyncConfig implements WebMvcConfigurer {@Overridepublic void configureAsyncSupport(AsyncSupportConfigurer configurer) {ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();taskExecutor.setCorePoolSize(5);taskExecutor.setMaxPoolSize(10);taskExecutor.setQueueCapacity(25);taskExecutor.setThreadNamePrefix("mvc-async-");taskExecutor.initialize();configurer.setTaskExecutor(taskExecutor);configurer.setDefaultTimeout(30000); // 默认超时时间}
}