我可以使用 http-kit 和 core.async 制作一个完全非阻塞的后端应用程序吗？

Posted 2023-02-16

【中文标题】我可以使用 http-kit 和 core.async 制作一个完全非阻塞的后端应用程序吗？

【英文标题】：Can I make a fully non-blocking backend application with http-kit and core.async?

【发布时间】：2014-09-18 17:47:59

【问题描述】：

我想知道是否可以将一个完全非阻塞的 Clojure 后端 Web 应用程序与 http-kit 组合在一起。

（实际上任何与 Ring 兼容的 http 服务器对我来说都可以；我提到 http-kit 是因为它claims 具有事件驱动的非阻塞模型）。

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编辑：TL;DR

这个问题是我对非阻塞/异步/事件驱动系统的性质有一些误解的症状。如果您和我在同一个地方，这里有一些说明。

只有当所有（比如说，大部分）您的 IO 都在一个非阻塞的环境中处理时，才有可能创建一个具有非阻塞性能优势的事件驱动系统（例如在 Node.js 中） - 从头开始​​阻塞方式。这意味着您的所有数据库驱动程序、HTTP 服务器和客户端、Web 服务等都必须首先提供异步接口。 特别是：

如果您的数据库驱动程序提供同步接口，则无法使其成为非阻塞的。 （您的线程被阻止，无法检索它）。如果你想要非阻塞，你需要使用别的东西。 像 core.async 这样的高级协调实用程序不能使系统成为非阻塞的。它们可以帮助您管理非阻塞代码，但不要启用它。 如果您的 IO 驱动程序是同步的，您可以使用 core.async 来获得异步的设计优势，但不会获得它的性能优势。您的线程仍将浪费时间等待每个响应。

现在，具体来说：

http-kit 作为 HTTP 服务器提供了一个非阻塞的异步接口。见下文。 但是，许多 Ring 中间件，因为它们本质上是同步的，因此与这种方法不兼容。基本上，任何更新返回响应的 Ring 中间件都将无法使用。

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如果我做对了（而且我不是专家，所以如果我的假设是错误的，请告诉我），这种 Web 应用程序的非阻塞模型的原则如下：

让几个超快的操作系统线程处理所有 CPU 密集型计算；这些绝不能等待。 有很多“弱线程”处理 IO（数据库调用、Web 服务调用、休眠等）；这些主要用于等待。 这是有益的，因为处理请求所花费的等待时间通常比计算时间高 2（磁盘访问）到 5（Web 服务调用）数量级。

据我所知，Play Framework (Scala) 和 Node.js (javascript) 平台默认支持此模型，并带有用于以编程方式管理异步的基于 Promise 的实用程序。

让我们尝试在基于 Ring 的 clojure 应用中使用 Compojure 路由来执行此操作。我有一条通过调用my-handle 函数来构造响应的路由：

(defroutes my-routes
  (GET "/my/url" req (my-handle req))
  )
(def my-app (noir.util.middleware/app-handler [my-routes]))
(defn start-my-server! [] 
  (http-kit/run-server my-app))

在 Clojure 应用程序中管理异步的普遍接受的方法似乎是基于 CSP 的，使用 core.async 库，我完全可以。所以如果我想接受上面列出的非阻塞原则，我会以这种方式实现my-handle：

(require '[clojure.core.async :as a])

(defn my-handle [req]
  (a/<!!
    (a/go ; `go` makes channels calls asynchronous, so I'm not really waiting here
     (let [my-db-resource (a/thread (fetch-my-db-resource)) ; `thread` will delegate the waiting to "weaker" threads
           my-web-resource (a/thread (fetch-my-web-resource))]
       (construct-my-response (a/<! my-db-resource)
                              (a/<! my-web-resource)))
     )))

正如 Tim Baldridge 在this video on core.async (38'55'' )

但这还不足以让我的应用程序无阻塞。无论线程通过我的路由并调用my-handle 函数，都会等待构建响应，对吗？

让这个 HTTP 处理也变成非阻塞是否有益（我相信），如果是这样，我该如何实现它？

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编辑

正如 codemomentum 所指出的，对请求进行非阻塞处理的缺失要素是使用 http-kit 通道。结合core.async，上面的代码会变成这样：

(defn my-handle! [req]
  (http-kit/with-channel req channel
    (a/go 
     (let [my-db-resource (a/thread (fetch-my-db-resource))
           my-web-resource (a/thread (fetch-my-web-resource))
           response (construct-my-response (a/<! my-db-resource)
                                           (a/<! my-web-resource))]
       (send! channel response)
       (close channel))
     )))

这让您确实可以采用异步模型。

问题在于它与 Ring 中间件几乎不兼容。 Ring 中间件使用函数调用来获取响应，这使得它本质上是同步的。更一般地说，事件驱动处理似乎与纯函数式编程接口不兼容，因为触发事件意味着有副作用。

我很高兴知道是否有解决此问题的 Clojure 库。

【问题讨论】：

你最后是怎么解决的？？...我有同样的要求，我希望在 clojure 中构建一个完整的异步应用程序。但是环与异步模式正交，基座似乎很有希望，但文档很差，vertx 对于 clojure 开发人员来说不是惯用的，也不兼容环，我试试这个 github.com/ninjudd/ring-async 但似乎只是一个实验......我很好奇你最后选择了什么技术，谢谢！..

我在这个问题上取得了一些进展（但是，我还没有实现这样的应用程序）。首先要检查的是所有（或大部分）数据库驱动程序、IO 客户端等本身是异步的。然后，您可以使用 core.async 或流形之类的库进行管道处理。至于 HTTP 路由/处理，可以通过在请求映射中添加响应通道来创建适配 httpkit 的 Ring 中间件，并将 Ring 中间件适配为异步的。这会更难，你应该检查你是否有这样的性能要求。

更新：现在有相应的库，例如 Yada github.com/juxt/yada

【参考方案1】：

使用异步方法，您可以在数据准备就绪时将其发送到客户端，而不是在整个准备过程中阻塞线程。

对于 http-kit，您应该使用文档中描述的异步处理程序。在以适当的方式将请求委托给异步处理程序后，您可以使用 core.async 或其他方式来实现它。

异步处理程序文档在这里：http://http-kit.org/server.html#channel