HTTP Client MultiThreadedHttpConnectionManager线程安全连接管理类源码解析

来源：互联网发布：哪种网络电视盒子好编辑：程序博客网时间：2024/06/01 09:45

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MultiThreadedHttpConnectionManager 是HTTP Client中用来复用连接的连接管理类,可以通过

Java代码

MultiThreadedHttpConnectionManager n = new MultiThreadedHttpConnectionManager();
HttpClient client = new HttpClient(n);

这样的方式去创建一个Client 实例，

创建后，每当执行

int statusCode = client.executeMethod(postMethod);时

http client 委托ConnectionManager创建连接，其实是先委托HttpMethodDirector 执行excute方法，

再通过它委托ConnectionManager 创建连接，HttpMethodDirector 中包含了一下host,请求参数等信息。

在创建连接时，HttpMethodDirector 中有如下代码：

Java代码

if ( this.conn == null) {
this.conn = connectionManager.getConnectionWithTimeout(
hostConfiguration,
this.params.getConnectionManagerTimeout()
);
......
}

ConnectionManager 使用了常用的多态的方式将连接的获取交给子类完成。增强其扩展性。

ConnectionManager 有三个子类：

对应于：

1. 一次性的连接：

2. 线程池中获取连接：

3. 复用当前SimpleHttpConnectionManager中的一个成员变量，策略是没有则创建，有则覆盖后返回

重点说下MultiThreadedHttpConnectionManager 中连接的获取：

在使用 MultiThreadedHttpConnectionManager 获取连接的时候，MultiThreadedHttpConnectionManager 使用了连接池的概念针对每个
HostConfiguration 做了连接的管理，即 HostConfiguration 作为Key ，连接池（HostConnectionPool）作为value去管理当前host下的所有连接，
HostConfiguration的实例如下： HostConfiguration[host=http://www.taobao.com]

HostConnectionPool 中使用链表管理了空闲的连接和等待连接的线程队列。

每次获取连接的时候根据参数（后面会提到）决定是直接从池中获取一个空闲连接,创建一个连接，还是计算出一个等待时间后将当前线程沉睡这么久。而后再检查。

Http Client 通过协议对应的ProtocolSocketFactory去创建一个socket连接来发送请求和接受响应

使用注意事项：

1. MultiThreadedHttpConnectionManager 中有以下两个变量，分别解释：

a. 每个host最大同时可以获取的连接数，大于这个数字后，（1,2号线程正在使用连接）3号线程会wait 沉睡住直到到达时间或者被打断或者1,2号中有人release这个connection，抛出异常。

注意，如果是HTTP client 来调用接口的话这个例如（http://www.taobao.com 那他的host是 www.taobao.com）这个值应该设置大一点否则很多线程调用这个接口的时候会阻塞住。

b. 同一时间MultiThreadedHttpConnectionManager 允许的最大连接数，超过这个数字，连接的建立将会阻塞。直到有空闲连接释放。

使用注意事项测试代码：下划线的两个方法可以调整后观察结果

Java代码

public static void main(String[] sadfasd) throws HttpException, IOException, InterruptedException{
final String url= "http://www.taobao.com" ;
final HttpClient client = new HttpClient();
final MultiThreadedHttpConnectionManager connectionManager = new MultiThreadedHttpConnectionManager();
connectionManager.setMaxTotalConnections (1);//总的连接数
connectionManager.setMaxConnectionsPerHost (2);//每个host的最大连接数
client.setHttpConnectionManager( connectionManager );
Runnable r = new Runnable(){
public void run(){
int statusCode=0;
PostMethod postMethod = new PostMethod(url);
try {
statusCode = client.executeMethod(postMethod);
System. out.println( "sleep" + statusCode );
Thread. sleep(3000);//10s
postMethod.releaseConnection();
} catch (HttpException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
};
};
Runnable r1 = new Runnable(){
public void run(){
int statusCode=0;
PostMethod postMethod = new PostMethod(url);
try {
statusCode = client.executeMethod(postMethod);
} catch (HttpException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
System. out.println( statusCode );
postMethod.releaseConnection();
};
};
Runnable r2 = new Runnable(){
public void run(){
int statusCode=0;
PostMethod postMethod = new PostMethod(url);
try {
statusCode = client.executeMethod(postMethod);
} catch (HttpException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
System. out.println( statusCode );
postMethod.releaseConnection();
};
};
Runnable r3 = new Runnable(){
public void run(){
int statusCode=0;
PostMethod postMethod = new PostMethod(url);
try {
statusCode = client.executeMethod(postMethod);
} catch (HttpException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
System. out.println( statusCode );
postMethod.releaseConnection();
};
};
new Thread(r).start();
Thread. sleep(1000);
new Thread(r1).start();
new Thread(r2).start();
new Thread(r3).start();
}

释放连接：

在我们调用postMethod.releaseConnection()时，会调用connectionManager的releaseConnection方法。
注意：进入这个方法后会首先同步整个connectionPool（连接池）对象，这意味着，在多连接复用的时候频繁的释放连接，也是会有性能损耗的，同步整个connectionPool后连接的创建都会受影响。
然后开始归还连接，归还的方式很清晰：

1. 将Connection放到基于host的连接池的空闲链表中
hostPool. freeConnections .add(conn);
2.将Connection放到整个全局的connectionPool的空闲链表中
3. 将Connection从Reference Map中移除（Reference Map 后面单独讲解）
4. 将Connection加入到超时管理中去。
5. 将hostPool（host连接池）里等待队列的头元素拿出来发送interrupt的信号量。目的是唤醒等待连接的线程。

到目前为止，有两个点可以详细说下
1. Reference Map的作用。
2. 等待连接的线程的处理方式。

首先说Reference Map,这个名字是我自己取的。它在MultiThreadedHttpConnectionManager 中的名字叫做：

在每次获取连接和释放连接的时候会将”连接“存入和移除。

注意：这里的”连接“ 已经不是Connection 而是用 WeakReference包装过的Connection。

为什么用WeakReference？

这里的概念和ThreadLocal 中用WeakReference 包装ThreadLocalMap中的Key一样。

目的是为了在连接丢失时，HTTP client 失去了对“连接”（Connection）的强引用，该连接对象变成了弱引用对象，可以被GC掉。

所以，每次在获取连接的时候要将连接用WeakReference 包装后放到REFERENCE_TO_CONNECTION_SOURCE 这个Map中,

每次释放连接时，将它从REFERENCE_TO_CONNECTION_SOURCE 中移除,因为这个时候连接的管理由线程池使用强引用管理。

再说，等待连接的线程的处理方式

先看 获取连接时的代码和注释 大部分代码被精简了。所以逻辑不通，看流程即可。

Java代码

synchronized (connectionPool) {
while (connection == null) {
if (hostPool.freeConnections.size() > 0) {
//有线程池中有空闲的连接
connection = connectionPool.getFreeConnection(hostConfiguration);
} else if ((hostPool.numConnections < maxHostConnections) && (connectionPool.numConnections < maxTotalConnections)) {
//没有空闲连接，但是满足前文的两个条件可以创建新的连接
connection = connectionPool.createConnection(hostConfiguration);
} else if ((hostPool.numConnections < maxHostConnections) && (connectionPool.freeConnections.size() > 0)) {
//整个连接数没有到达最大，并且有空闲连接（其他host池中）则删除掉其他host中的连接，并且在当前host池子中创建新连接
connectionPool.deleteLeastUsedConnection();
connection = connectionPool.createConnection(hostConfiguration);
} else {
//以上条件都不满足，只能将当前线程睡眠
try {
waitingThread = new WaitingThread();//创建一个线程包装类
waitingThread.hostConnectionPool = hostPool;//指定所属的host连接池
waitingThread.thread = Thread.currentThread();//将当前线程赋值
startWait = System.currentTimeMillis ();
hostPool.waitingThreads.addLast(waitingThread);//将线程包装类添加到host连接池的等待列表中
connectionPool.waitingThreads.addLast(waitingThread);//将线程包装类添加到全局连接池的等待列表中
connectionPool.wait(timeToWait);//沉睡
} catch (InterruptedException e) {
//被打断是检查布尔变量interruptedByConnectionPool 确定是 HTTP 释放连接后主动打断的，还是其他异常原因打断
//是自己打断的 catch住异常后什么也不做，重新进入while循环中，尝试获取连接
if (!waitingThread.interruptedByConnectionPool) {
throw new IllegalThreadStateException("Interrupted while waiting in MultiThreadedHttpConnectionManager");
}
} finally {
if (!waitingThread.interruptedByConnectionPool) {
hostPool.waitingThreads.remove(waitingThread);
connectionPool.waitingThreads.remove(waitingThread);
}
if (useTimeout) {
endWait = System.currentTimeMillis ();
timeToWait -= (endWait - startWait);
}
}
}
}
}

释放连接时

调用notifyWaitingThread 方法，结合上面的代码看：

Java代码

public synchronized void notifyWaitingThread(HostConnectionPool hostPool) {
// find the thread we are going to notify, we want to ensure that each
// waiting thread is only interrupted once so we will remove it from
// all wait queues before interrupting it
WaitingThread waitingThread = null;
// 取出等待的线程后发送 interrupt 信号量，
if (hostPool.waitingThreads.size() > 0) {
waitingThread = ( WaitingThread) hostPool.waitingThreads.removeFirst();
waitingThreads.remove(waitingThread);
} else if (waitingThreads .size() > 0) {
waitingThread = ( WaitingThread) waitingThreads.removeFirst();
waitingThread.hostConnectionPool.waitingThreads.remove(waitingThread);
}
// 导致获取连接的那个方法中捕获异常
// 注：interrupt 信号量是一定会引起 interruptException的
// 将interruptedByConnectionPool 设置为true 好标明是 HTTP client 手动打断的。这是HTTP client对于等待线程唤醒方式的核心思路
if (waitingThread != null) {
waitingThread.interruptedByConnectionPool = true;
waitingThread.thread.interrupt();
}
}

上面两端代码主要思路就是: 有空连接就直接用，没有则沉睡等待唤醒。

其实用interrupt信号量会引起interruptException异常，通过catch住异常来处理，是比较粗暴的。

优雅的用 wait and notify的方式就不需要catch异常，同样能达到唤醒线程效果，而且很优雅。

MultiThreadedHttpConnectionManager 中对弱引用的使用

MultiThreadedHttpConnectionManager 类中还有一个 ReferenceQueueThread类是用来配合HttpConnectionWithReference（将连接用弱引用包裹后的对象）使用的

使用的方式是这样：

1. 创建连接时，用弱引用包裹住Connection对象放到REFERENCE_TO_CONNECTION_SOURCE 中，目的是防止在连接丢失的时候Map中的这个HttpConnectionWithReference 对象变成弱引用，

在GC回收时会被回收掉，防止内存泄露。

2. 首先明确的是，JVM会在HttpConnectionWithReference 被回收的时候，将他加入到REFERENCE_QUEUE 中。这是JAVA对于弱引用的规则。

3. 同时，在将HttpConnectionWithReference 放入Map时，启动一个子线程 ReferenceQueueThread 去监听这个REFERENCE_QUEUE ，只要这个REFERENCE_QUEUE 有值（被GC回收的时候）

立马被取出来，将线程池可用连接的大小 -1 。

MultiThreadedHttpConnectionManager 使用弱引用确保了

1. connection对象丢失时内存的及时回收。

2. 搭配队列和子线程确保，连接丢失后线程池中可用连接数的次数可以修改。

说到这里，HTTP Client的MultiThreadedHttpConnectionManager 类的绝大部分分方法已经解释完毕了。其中主要是省略掉了，发送和读取HTTP 报文的代码，没有太多技巧，以规则解析出来即可。

总结：

1. 在单纯的发送请求的场景下，使用MultiThreadedHttpConnectionManager 来代替SimpleHTTPConnectionManger是可行的，并且MultiThreadedHttpConnectionManager 的连接池机制也会提高发送请求的效率，

2. 但是觉得不符合分布式应用间的借口调用，原因很简单，对每个host做了连接池，在一定情况下，这个限制是致命的，直接影响了接口的调用效率。严重影响调用的并发数。所以，在分布式应用的调用中不适合使用MultiThreadedHttpConnectionManager 。

MultiThreadedHttpConnectionManager类中几个值得注意的点：

1. 连接的管理，特别是使用WeakReference包装Connection对象，然后结合一个子线程和Queque去确保对象被回收时，可以连接数的增加。

2. 对于没有连接可用时，使用使当前线程睡眠的，在释放连接时使用 interrupt信号量是等待线程恢复的处理方式

http://liuinsect.iteye.com/blog/1886237

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