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      導(dǎo)航

      OkHttp3源碼詳解(五) okhttp連接池復(fù)用機(jī)制

      1、概述

      提高網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化,很重要的一點(diǎn)就是降低延遲和提升響應(yīng)速度。

      通常我們?cè)跒g覽器中發(fā)起請(qǐng)求的時(shí)候header部分往往是這樣的

      keep-alive 就是瀏覽器和服務(wù)端之間保持長(zhǎng)連接,這個(gè)連接是可以復(fù)用的。在HTTP1.1中是默認(rèn)開啟的。

      連接的復(fù)用為什么會(huì)提高性能呢? 
      通常我們?cè)诎l(fā)起http請(qǐng)求的時(shí)候首先要完成tcp的三次握手,然后傳輸數(shù)據(jù),最后再釋放連接。三次握手的過程可以參考這里 TCP三次握手詳解及釋放連接過程

      一次響應(yīng)的過程

      在高并發(fā)的請(qǐng)求連接情況下或者同個(gè)客戶端多次頻繁的請(qǐng)求操作,無限制的創(chuàng)建會(huì)導(dǎo)致性能低下。

      如果使用keep-alive

      在timeout空閑時(shí)間內(nèi),連接不會(huì)關(guān)閉,相同重復(fù)的request將復(fù)用原先的connection,減少握手的次數(shù),大幅提高效率。

      并非keep-alive的timeout設(shè)置時(shí)間越長(zhǎng),就越能提升性能。長(zhǎng)久不關(guān)閉會(huì)造成過多的僵尸連接和泄露連接出現(xiàn)。

      那么okttp在客戶端是如果類似于客戶端做到的keep-alive的機(jī)制。

      2、連接池的使用

      連接池的類位于okhttp3.ConnectionPool。我們的主旨是了解到如何在timeout時(shí)間內(nèi)復(fù)用connection,并且有效的對(duì)其進(jìn)行回收清理操作。

      其成員變量代碼片

      /**
       * Background threads are used to cleanup expired connections. There will be at most a single
       * thread running per connection pool. The thread pool executor permits the pool itself to be
       * garbage collected.
         */
        private static final Executor executor = new ThreadPoolExecutor(0 /* corePoolSize */,
            Integer.MAX_VALUE /* maximumPoolSize */, 60L /* keepAliveTime */, TimeUnit.SECONDS,
            new SynchronousQueue<Runnable>(), Util.threadFactory("OkHttp ConnectionPool", true));
      
        /** The maximum number of idle connections for each address. */
        private final int maxIdleConnections;
      
        private final Deque<RealConnection> connections = new ArrayDeque<>();
        final RouteDatabase routeDatabase = new RouteDatabase();
        boolean cleanupRunning;
      • excutor : 線程池,用來檢測(cè)閑置socket并對(duì)其進(jìn)行清理。
      • connections : connection緩存池。Deque是一個(gè)雙端列表,支持在頭尾插入元素,這里用作LIFO(后進(jìn)先出)堆棧,多用于緩存數(shù)據(jù)。
      • routeDatabase :用來記錄連接失敗router

      2.1 緩存操作

      ConnectionPool提供對(duì)Deque<RealConnection>進(jìn)行操作的方法分別為putgetconnectionBecameIdleevictAll幾個(gè)操作。分別對(duì)應(yīng)放入連接、獲取連接、移除連接、移除所有連接操作。

      put操作

      void put(RealConnection connection) {
          assert (Thread.holdsLock(this));
          if (!cleanupRunning) {
            cleanupRunning = true;
            executor.execute(cleanupRunnable);
          }
          connections.add(connection);
        }

      可以看到在新的connection 放進(jìn)列表之前執(zhí)行清理閑置連接的線程。

      既然是復(fù)用,那么看下他獲取連接的方式。

      /** Returns a recycled connection to {@code address}, or null if no such connection exists. */
      RealConnection get(Address address, StreamAllocation streamAllocation) {
          assert (Thread.holdsLock(this));
          for (RealConnection connection : connections) {
            if (connection.allocations.size() < connection.allocationLimit
                && address.equals(connection.route().address)
                && !connection.noNewStreams) {
              streamAllocation.acquire(connection);
              return connection;
            }
          }
          return null;
       }

      遍歷connections緩存列表,當(dāng)某個(gè)連接計(jì)數(shù)的次數(shù)小于限制的大小以及request的地址和緩存列表中此連接的地址完全匹配。則直接復(fù)用緩存列表中的connection作為request的連接。

      streamAllocation.allocations是個(gè)對(duì)象計(jì)數(shù)器,其本質(zhì)是一個(gè) List<Reference<StreamAllocation>> 存放在RealConnection連接對(duì)象中用于記錄Connection的活躍情況。

      連接池中Connection的緩存比較簡(jiǎn)單,就是利用一個(gè)雙端列表,配合CRD等操作。那么connectiontimeout時(shí)間類是如果失效的呢,并且如果做到有效的對(duì)連接進(jìn)行清除操作以確保性能和內(nèi)存空間的充足。

      2.2 連接池的清理和回收

      在看ConnectionPool的成員變量的時(shí)候我們了解到一個(gè)Executor的線程池是用來清理閑置的連接的。注釋中是這么解釋的:

       Background threads are used to cleanup expired connections

      我們?cè)趐ut新連接到隊(duì)列的時(shí)候會(huì)先執(zhí)行清理閑置連接的線程。調(diào)用的正是 executor.execute(cleanupRunnable); 方法。觀察cleanupRunnable

      private final Runnable cleanupRunnable = new Runnable() {
          @Override public void run() {
            while (true) {
              long waitNanos = cleanup(System.nanoTime());
              if (waitNanos == -1) return;
              if (waitNanos > 0) {
                long waitMillis = waitNanos / 1000000L;
                waitNanos -= (waitMillis * 1000000L);
                synchronized (ConnectionPool.this) {
                  try {
                    ConnectionPool.this.wait(waitMillis, (int) waitNanos);
                  } catch (InterruptedException ignored) {
                  }
                }
              }
            }
          }
        };

      線程中不停調(diào)用Cleanup 清理的動(dòng)作并立即返回下次清理的間隔時(shí)間。繼而進(jìn)入wait 等待之后釋放鎖,繼續(xù)執(zhí)行下一次的清理。所以可能理解成他是個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間并釋放連接的后臺(tái)線程。

      了解cleanup動(dòng)作的過程。這里就是如何清理所謂閑置連接的和行了。怎么找到閑置的連接是主要解決的問題。

      long cleanup(long now) {
          int inUseConnectionCount = 0;
          int idleConnectionCount = 0;
          RealConnection longestIdleConnection = null;
          long longestIdleDurationNs = Long.MIN_VALUE;
      
          // Find either a connection to evict, or the time that the next eviction is due.
          synchronized (this) {
            for (Iterator<RealConnection> i = connections.iterator(); i.hasNext(); ) {
              RealConnection connection = i.next();
      
              // If the connection is in use, keep searching.
              if (pruneAndGetAllocationCount(connection, now) > 0) {
                inUseConnectionCount++;
                continue;
              }
      
              idleConnectionCount++;
      
              // If the connection is ready to be evicted, we're done.
              long idleDurationNs = now - connection.idleAtNanos;
              if (idleDurationNs > longestIdleDurationNs) {
                longestIdleDurationNs = idleDurationNs;
                longestIdleConnection = connection;
              }
            }
      
            if (longestIdleDurationNs >= this.keepAliveDurationNs
                || idleConnectionCount > this.maxIdleConnections) {
              // We've found a connection to evict. Remove it from the list, then close it below (outside
              // of the synchronized block).
              connections.remove(longestIdleConnection);
            } else if (idleConnectionCount > 0) {
              // A connection will be ready to evict soon.
              return keepAliveDurationNs - longestIdleDurationNs;
            } else if (inUseConnectionCount > 0) {
              // All connections are in use. It'll be at least the keep alive duration 'til we run again.
              return keepAliveDurationNs;
            } else {
              // No connections, idle or in use.
              cleanupRunning = false;
              return -1;
            }
          }
      
          closeQuietly(longestIdleConnection.socket());
      
          // Cleanup again immediately.
          return 0;
        }

      在遍歷緩存列表的過程中,使用連接數(shù)目inUseConnectionCount 和閑置連接數(shù)目idleConnectionCount 的計(jì)數(shù)累加值都是通過pruneAndGetAllocationCount() 是否大于0來控制的。那么很顯然pruneAndGetAllocationCount() 方法就是用來識(shí)別對(duì)應(yīng)連接是否閑置的。>0則不閑置。否則就是閑置的連接。

      進(jìn)去觀察

      private int pruneAndGetAllocationCount(RealConnection connection, long now) {
          List<Reference<StreamAllocation>> references = connection.allocations;
          for (int i = 0; i < references.size(); ) {
            Reference<StreamAllocation> reference = references.get(i);
      
            if (reference.get() != null) {
              i++;
              continue;
            }
      
            // We've discovered a leaked allocation. This is an application bug.
            Platform.get().log(WARN, "A connection to " + connection.route().address().url()
                + " was leaked. Did you forget to close a response body?", null);
            references.remove(i);
            connection.noNewStreams = true;
      
            // If this was the last allocation, the connection is eligible for immediate eviction.
            if (references.isEmpty()) {
              connection.idleAtNanos = now - keepAliveDurationNs;
              return 0;
            }
          }
      
          return references.size();
        }
      }

      好了,原先存放在RealConnection 中的allocations 派上用場(chǎng)了。遍歷StreamAllocation 弱引用鏈表,移除為空的引用,遍歷結(jié)束后返回鏈表中弱引用的數(shù)量。所以可以看出List<Reference<StreamAllocation>> 就是一個(gè)記錄connection活躍情況的 >0表示活躍 =0 表示空閑。StreamAllocation 在列表中的數(shù)量就是就是物理socket被引用的次數(shù)

      解釋:StreamAllocation被高層反復(fù)執(zhí)行aquirerelease。這兩個(gè)函數(shù)在執(zhí)行過程中其實(shí)是在一直在改變Connection中的 List<WeakReference<StreamAllocation>>大小。

      搞定了查找閑置的connection操作,我們回到cleanup 的操作。計(jì)算了inUseConnectionCountidleConnectionCount 之后程序又根據(jù)閑置時(shí)間對(duì)connection進(jìn)行了一個(gè)選擇排序,選擇排序的核心是:

       // If the connection is ready to be evicted, we're done.
              long idleDurationNs = now - connection.idleAtNanos;
              if (idleDurationNs > longestIdleDurationNs) {
                longestIdleDurationNs = idleDurationNs;
                longestIdleConnection = connection;
              }
            }
          ....

      通過對(duì)比最大閑置時(shí)間選擇排序可以方便的查找出閑置時(shí)間最長(zhǎng)的一個(gè)connection。如此一來我們就可以移除這個(gè)沒用的connection了!

       if (longestIdleDurationNs >= this.keepAliveDurationNs
                || idleConnectionCount > this.maxIdleConnections) {
              // We've found a connection to evict. Remove it from the list, then close it below (outside
              // of the synchronized block).
              connections.remove(longestIdleConnection);
      }

      總結(jié):清理閑置連接的核心主要是引用計(jì)數(shù)器List<Reference<StreamAllocation>> 和 選擇排序的算法以及excutor的清理線程池。

      部分參考:http://www.jianshu.com/p/92a61357164b

       

      posted on 2018-08-02 16:43  安卓筆記俠  閱讀(7293)  評(píng)論(0)    收藏  舉報(bào)

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