spring异步service中处理线程数限制详解

情况简介

spring项目，controller异步调用service的方法，产生大量并发。

具体业务：

前台同时传入大量待翻译的单词，后台业务接收单词，并调用百度翻译接口翻译接收单词并将翻译结果保存到数据库，前台不需要实时返回翻译结果。

处理方式：

controller接收文本调用service中的异步方法，将单词先保存到队列中，再启动2个新线程，从缓存队列中取单词，并调用百度翻译接口获取翻译结果并将翻译结果保存到数据库。

本文主要知识点：

多线程同时（异步）调用方法后，开启新线程，并限制线程数量。

代码如下：

@Service
public class LgtsAsyncServiceImpl {
 /** logger日志. */
 public static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(LgtsAsyncServiceImpl2.class);
 
 private final BlockingQueue<Lgts> que = new LinkedBlockingQueue<>();// 待翻译的队列
 private final AtomicInteger threadCnt = new AtomicInteger(0);// 当前翻译中的线程数
 private final Vector<String> existsKey = new Vector<>();// 保存已入队列的数据
 private final int maxThreadCnt = 2;// 允许同时执行的翻译线程数
 private static final int NUM_OF_EVERY_TIME = 50;// 每次提交的翻译条数
 private static final String translationFrom = "zh";
 
 @Async
 public void saveAsync(Lgts t) {
  if (Objects.isNull(t) || StringUtils.isAnyBlank(t.getGco(), t.getCode())) {
   return;
  }
  offer(t);
  save();
  return;
 }
 
 private boolean offer(Lgts t) {
  String key = t.getGco() + "-" + t.getCode();
  if (!existsKey.contains(key)) {
   existsKey.add(key);
   boolean result = que.offer(t);
   // LOGGER.trace("待翻译文字[" + t.getGco() + ":" + t.getCode() + "]加入队列结果[" + result
   // + "]，队列中数据总个数:" + que.size());
   return result;
  }
  return false;
 }
 
 @Autowired
 private LgtsService lgtsService;
 
 private void save() {
  int cnt = threadCnt.incrementAndGet();// 当前线程数+1
  if (cnt > maxThreadCnt) {
   // 已启动的线程大于设置的最大线程数直接丢弃
   threadCnt.decrementAndGet();// +1的线程数再-回去
   return;
  }
  GwallUser user = UserUtils.getUser();
  Thread thr = new Thread() {
   public void run() {
    long sleepTime = 30000l;
    UserUtils.setUser(user);
    boolean continueFlag = true;
    int maxContinueCnt = 5;// 最大连续休眠次数，连续休眠次数超过最大休眠次数后，while循环退出，当前线程销毁
    int continueCnt = 0;// 连续休眠次数
 
    while (continueFlag) {// 队列不为空时执行
     if (Objects.isNull(que.peek())) {
      try {
       if (continueCnt > maxContinueCnt) {
        // 连续休眠次数达到最大连续休眠次数，当前线程将销毁。
        continueFlag = false;
        continue;
       }
       // 队列为空，准备休眠
       Thread.sleep(sleepTime);
       continueCnt++;
       continue;
      } catch (InterruptedException e) {
       // 休眠失败，无需处理
       e.printStackTrace();
      }
     }
     continueCnt = 0;// 重置连续休眠次数为0
 
     List<Lgts> params = new ArrayList<>();
     int totalCnt = que.size();
     que.drainTo(params, NUM_OF_EVERY_TIME);
     StringBuilder utf8q = new StringBuilder();
     String code = "";
     List<Lgts> needRemove = new ArrayList<>();
     for (Lgts lgts : params) {
      if (StringUtils.isAnyBlank(code)) {
       code = lgts.getCode();
      }
      // 移除existsKey中保存的key，以免下面翻译失败时再次加入队列时，加入不进去
      String key = lgts.getGco() + "-" + lgts.getCode();
      existsKey.remove(key);
 
      if (!code.equalsIgnoreCase(lgts.getCode())) {// 要翻译的目标语言与当前列表中的第一个不一致
       offer(lgts);// 重新将待翻译的语言放回队列
       needRemove.add(lgts);
       continue;
      }
      utf8q.append(lgts.getGco()).append("\n");
     }
     params.removeAll(needRemove);
     LOGGER.debug("队列中共" + totalCnt + " 个，获取" + params.size() + " 个符合条件的待翻译内容，编码:" + code);
     String to = "en";
     if (StringUtils.isAnyBlank(utf8q, to)) {
      LOGGER.warn("调用翻译出错，未找到[" + code + "]对应的百度编码。");
      continue;
     }
     Map<String, String> result = getBaiduTranslation(utf8q.toString(), translationFrom, to);
     if (Objects.isNull(result) || result.isEmpty()) {// 把没有获取到翻译结果的重新放回队列
      for (Lgts lgts : params) {
       offer(lgts);
      }
      LOGGER.debug("本次翻译结果为空。");
      continue;
     }
     int sucessCnt = 0, ignoreCnt = 0;
     for (Lgts lgts : params) {
      lgts.setBdcode(to);
      String gna = result.get(lgts.getGco());
      if (StringUtils.isAnyBlank(gna)) {
       offer(lgts);// 重新将待翻译的语言放回队列
       continue;
      }
      lgts.setStat(1);
      lgts.setGna(gna);
      int saveResult = lgtsService.saveIgnore(lgts);
      if (0 == saveResult) {
       ignoreCnt++;
      } else {
       sucessCnt++;
      }
     }
     LOGGER.debug("待翻译个数：" + params.size() + ",翻译成功个数:" + sucessCnt + ",已存在并忽略个数:" + ignoreCnt);
    }
    threadCnt.decrementAndGet();// 运行中的线程数-1
    distory();// 清理数据，必须放在方法最后，否则distory中的判断需要修改
   }
 
   /**
    * 如果是最后一个线程，清空队列和existsKey中的数据
    */
   private void distory() {
    if (0 == threadCnt.get()) {
     // 最后一个线程退出时，执行清理操作
     existsKey.clear();
     que.clear();
    }
   }
  };
  thr.setDaemon(true);// 守护线程，如果主线程执行完毕，则此线程会自动销毁
  thr.setName("baidufanyi-" + RandomUtils.nextInt(1000, 9999));
  thr.start();// 启动插入线程
 }
 
 /**
  * 百度翻译
  * 
  * @param utf8q
  *   待翻译的字符串,需要utf8格式的
  * @param from
  *   百度翻译语言列表中的代码
  *   参见：http://api.fanyi.baidu.com/api/trans/product/apidoc#languageList
  * @param to
  *   百度翻译语言列表中的代码
  *   参见：http://api.fanyi.baidu.com/api/trans/product/apidoc#languageList
  * @return 翻译结果
  */
 private Map<String, String> getBaiduTranslation(String utf8q, String from, String to) {
  Map<String, String> result = new HashMap<>();
  String baiduurlStr = "http://api.fanyi.baidu.com/api/trans/vip/translate";
  if (StringUtils.isAnyBlank(baiduurlStr)) {
   LOGGER.warn("百度翻译API接口URL相关参数为空！");
   return result;
  }
  Map<String, String> params = buildParams(utf8q, from, to);
  if (params.isEmpty()) {
   return result;
  }
 
  String sendUrl = getUrlWithQueryString(baiduurlStr, params);
  try {
   HttpClient httpClient = new HttpClient();
   httpClient.setMethod("GET");
   String remoteResult = httpClient.pub(sendUrl, "");
   result = convertRemote(remoteResult);
  } catch (Exception e) {
   LOGGER.info("百度翻译API返回结果异常!", e);
  }
  return result;
 }
 
 private Map<String, String> convertRemote(String remoteResult) {
  Map<String, String> result = new HashMap<>();
  if (StringUtils.isBlank(remoteResult)) {
   return result;
  }
  JSONObject jsonObject = JSONObject.parseObject(remoteResult);
  JSONArray trans_result = jsonObject.getJSONArray("trans_result");
  if (Objects.isNull(trans_result) || trans_result.isEmpty()) {
   return result;
  }
  for (Object object : trans_result) {
   JSONObject trans = (JSONObject) object;
   result.put(trans.getString("src"), trans.getString("dst"));
  }
  return result;
 }
 
 private Map<String, String> buildParams(String utf8q, String from, String to) {
  if (StringUtils.isBlank(from)) {
   from = "auto";
  }
  Map<String, String> params = new HashMap<String, String>();
  String skStr = "sk";
  String appidStr = "appid";
  if (StringUtils.isAnyBlank(skStr, appidStr)) {
   LOGGER.warn("百度翻译API接口相关参数为空！");
   return params;
  }
 
  params.put("q", utf8q);
  params.put("from", from);
  params.put("to", to);
 
  params.put("appid", appidStr);
 
  // 随机数
  String salt = String.valueOf(System.currentTimeMillis());
  params.put("salt", salt);
 
  // 签名
  String src = appidStr + utf8q + salt + skStr; // 加密前的原文
  params.put("sign", MD5Util.md5Encrypt(src).toLowerCase());
  return params;
 }
 
 public static String getUrlWithQueryString(String url, Map<String, String> params) {
  if (params == null) {
   return url;
  }
 
  StringBuilder builder = new StringBuilder(url);
  if (url.contains("?")) {
   builder.append("&");
  } else {
   builder.append("?");
  }
 
  int i = 0;
  for (String key : params.keySet()) {
   String value = params.get(key);
   if (value == null) { // 过滤空的key
    continue;
   }
 
   if (i != 0) {
    builder.append('&');
   }
 
   builder.append(key);
   builder.append('=');
   builder.append(encode(value));
 
   i++;
  }
 
  return builder.toString();
 }
 
 /**
  * 对输入的字符串进行URL编码, 即转换为%20这种形式
  * 
  * @param input
  *   原文
  * @return URL编码. 如果编码失败, 则返回原文
  */
 public static String encode(String input) {
  if (input == null) {
   return "";
  }
 
  try {
   return URLEncoder.encode(input, "utf-8");
  } catch (UnsupportedEncodingException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 
  return input;
 }
}

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