术业专攻 | 如何让Java Web性能翻倍？

Posted 2021-04-30 恒拓开源

如何让Java Web 的性能翻倍？？？答曰——

响应式编程

响应式编程说来话长，概念也比较晦涩难懂，画风也与我们常用的命令式编程不一样。说清它的来龙去脉并不是小编今天的重点，我们只需要知道它是关于构建异步、事件驱动的非阻塞I/O应用即可。

 

要说明的是，此响应式（Reactive）非彼响应式（Responsive）。

虽然小编认为应该翻译为“反应式”。不过国内已翻译为“响应式”了，为避免混淆，本文也采用相同的术语。你知道本文说的不是H5那个响应式，就可以了。

• Spring WebFlux
  
  

Spring框架从5.0开始拥抱ReactiveStreams规范，这个规范亦被Java9吸纳为java.util.concurrent.Flow。而Spring WebFlux则是Spring团队推出的基于响应式编程模型的Web框架。

 

• 性能测试

  
  

接下来我们通过测试，看看spring-webflux框架相对于自家的spring-webmvc，在性能上有什么差异。

                                      

我们测试以下3个框架：

1.spring-webmvc

2.spring-webflux

3.node.js + koa2（用以性能著称的Node.js做参考）

 

三个框架均提供一个HTTP接口，直接返回“Hello World”字符串。

另外，JVM与Node均不作性能调优。

 

硬件方面，使用两台网络直通的DigitalOcean云主机两台：

主机	配置	角色
benchmark-01	2U / 2GB	受压服务器
benchmark-02	1U / 1GB	压力源服务器

 

压测使用wrk，并发数从100开始，每次递增100，直至1000。每个框架采样6次，取平均值。

 

由于我们着重考虑高并发下的性能，限于篇幅，我们对比在1000并发下，3个框架的性能指标：

框架	CPU占用率	内存使用	线程数	平均QPS	备注
spring-webmvc	198%	380M	2115	6621
spring-webflux	198%	390M	19	13112
koa2	198%	200M	12	13832	使用PM2启动2个实例，以充分利用多核

可以看出，在同等用例下，spring-webflux有相对于spring-webmvc两倍的QPS，能够达到与Node差不多的性能。

 

我们都知道，越多的线程意味着越多的CPU上下文切换消耗。在1000并发下，spring-webflux仅需19个线程，而spring-webmvc则需要使用2000多个线程。从结果来看，3个case的CPU均跑满，因此服务器的瓶颈为CPU，可以推测，在多核多CPU的服务器下，性能差距会进一步加大。

 

另外，这只是纯框架层面的测试，响应式的优势在I/O密集、复杂业务场景，在这类场景下优势会更为明显。

• 总结

spring-webflux还处于Milestone阶段，在性能上的提升已经足够诱人。况且响应式编程模型还纳入了Java 9的API，有构建高并发应用，而又希望继续使用统一的Java技术栈的团队，可以持续关注。