SpringBoot的restTemplate整合HttpClient连接池及配置

1. 为什么要整合HttpClient

RestTemplate是Spring自带的一个调用rest服务的客户端,它提供了多种便捷访问远程Http服务的方法,能够大大提高客户端的编写效率。
RestTemplate默认是使用JDK原生的URLConnection,默认超时为-1, 也就表示是没有超时时间的,这个肯定不能满足复杂情况的使用需求, restTemplate的工厂是支持使用HttpClient和OkHttp来作为客户端实现的

2. 为什么要使用连接池

在调用rest请求时,每次请求都需要和服务端建立连接,也就是三次握手,这是一个费时费力的工作,如果我们需要频繁对一个服务端进行调用,难道需要一直去建立连接吗?
所以使用连接池,可以避免多次建立连接的操作,节省资源开支

3. 依赖

除了spring的基本依赖以外,还需要准备下面几个依赖:

 <dependency>
      <groupId>org.apache.httpcomponentsgroupId>
      <artifactId>httpclientartifactId>
      <version>4.5.7version>
  dependency>


<dependency>
     <groupId>org.springframework.bootgroupId>
     <artifactId>spring-boot-configuration-processorartifactId>
     <optional>trueoptional>
     <version>${springboot.version}version>
 dependency>

4. 配置类

package com.zgd.springboot.demo.template.config;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.http.Header;
import org.apache.http.HeaderElement;
import org.apache.http.HeaderElementIterator;
import org.apache.http.HttpHost;
import org.apache.http.client.HttpClient;
import org.apache.http.client.protocol.HttpClientContext;
import org.apache.http.config.Registry;
import org.apache.http.config.RegistryBuilder;
import org.apache.http.conn.ConnectionKeepAliveStrategy;
import org.apache.http.conn.socket.ConnectionSocketFactory;
import org.apache.http.conn.socket.PlainConnectionSocketFactory;
import org.apache.http.conn.ssl.NoopHostnameVerifier;
import org.apache.http.conn.ssl.SSLConnectionSocketFactory;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpRequestRetryHandler;
import org.apache.http.impl.client.HttpClientBuilder;
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;
import org.apache.http.message.BasicHeader;
import org.apache.http.message.BasicHeaderElementIterator;
import org.apache.http.protocol.HTTP;
import org.apache.http.ssl.SSLContextBuilder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnClass;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.client.ClientHttpRequestFactory;
import org.springframework.http.client.HttpComponentsClientHttpRequestFactory;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.client.DefaultResponseErrorHandler;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.net.ssl.HostnameVerifier;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import java.nio.charset.Charset;
import java.security.KeyManagementException;
import java.security.KeyStoreException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Optional;

/**
 * @Author: zgd
 * @Date: 2019/3/25 16:53
 * @Description:
 */
@Configuration
@Component
@ConditionalOnClass(value = {RestTemplate.class, CloseableHttpClient.class})
@Data
@Slf4j
public class HttpClientConfig {

  @Autowired
  private HttpClientPoolConfig httpClientPoolConfig;

  @Bean
  public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
  }


  /**
   * 创建HTTP客户端工厂
   */
  @Bean(name = "clientHttpRequestFactory")
  public ClientHttpRequestFactory clientHttpRequestFactory() {
    /**
     *  maxTotalConnection 和 maxConnectionPerRoute 必须要配
     */
    if (httpClientPoolConfig.getMaxTotalConnect() <= 0) {
      throw new IllegalArgumentException("invalid maxTotalConnection: " + httpClientPoolConfig.getMaxTotalConnect());
    }
    if (httpClientPoolConfig.getMaxConnectPerRoute() <= 0) {
      throw new IllegalArgumentException("invalid maxConnectionPerRoute: " + httpClientPoolConfig.getMaxConnectPerRoute());
    }
    HttpComponentsClientHttpRequestFactory clientHttpRequestFactory = new HttpComponentsClientHttpRequestFactory(httpClient());
    // 连接超时
    clientHttpRequestFactory.setConnectTimeout(httpClientPoolConfig.getConnectTimeout());
    // 数据读取超时时间，即SocketTimeout
    clientHttpRequestFactory.setReadTimeout(httpClientPoolConfig.getReadTimeout());
    // 从连接池获取请求连接的超时时间，不宜过长，必须设置，比如连接不够用时，时间过长将是灾难性的
    clientHttpRequestFactory.setConnectionRequestTimeout(httpClientPoolConfig.getConnectionRequestTimout());
    return clientHttpRequestFactory;
  }

  /**
   * 初始化RestTemplate,并加入spring的Bean工厂，由spring统一管理
   */
  @Bean(name = "httpClientTemplate")
  public RestTemplate restTemplate(ClientHttpRequestFactory factory) {
    return createRestTemplate(factory);
  }

  /**
   * 初始化支持异步的RestTemplate,并加入spring的Bean工厂，由spring统一管理,如果你用不到异步，则无须创建该对象
   * 这个类过时了
   * @return
   */
/*  @Bean(name = "asyncRestTemplate")
  @ConditionalOnMissingBean(AsyncRestTemplate.class)
  public AsyncRestTemplate asyncRestTemplate(RestTemplate restTemplate) {
    final Netty4ClientHttpRequestFactory factory = new Netty4ClientHttpRequestFactory();
    factory.setConnectTimeout(this.connectionTimeout);
    factory.setReadTimeout(this.readTimeout);
    return new AsyncRestTemplate(factory, restTemplate);
  }*/

  /**
   * 配置httpClient
   *
   * @return
   */
  @Bean
  public HttpClient httpClient() {
    HttpClientBuilder httpClientBuilder = HttpClientBuilder.create();
    try {
      //设置信任ssl访问
      SSLContext sslContext = new SSLContextBuilder().loadTrustMaterial(null, (arg0, arg1) -> true).build();

      httpClientBuilder.setSSLContext(sslContext);
      HostnameVerifier hostnameVerifier = NoopHostnameVerifier.INSTANCE;
      SSLConnectionSocketFactory sslConnectionSocketFactory = new SSLConnectionSocketFactory(sslContext, hostnameVerifier);
      Registry<ConnectionSocketFactory> socketFactoryRegistry = RegistryBuilder.<ConnectionSocketFactory>create()
              // 注册http和https请求
              .register("http", PlainConnectionSocketFactory.getSocketFactory())
              .register("https", sslConnectionSocketFactory).build();

      //使用Httpclient连接池的方式配置(推荐)，同时支持netty，okHttp以及其他http框架
      PoolingHttpClientConnectionManager poolingHttpClientConnectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager(socketFactoryRegistry);
      // 最大连接数
      poolingHttpClientConnectionManager.setMaxTotal(httpClientPoolConfig.getMaxTotalConnect());
      // 同路由并发数
      poolingHttpClientConnectionManager.setDefaultMaxPerRoute(httpClientPoolConfig.getMaxConnectPerRoute());
      //配置连接池
      httpClientBuilder.setConnectionManager(poolingHttpClientConnectionManager);
      // 重试次数
      httpClientBuilder.setRetryHandler(new DefaultHttpRequestRetryHandler(httpClientPoolConfig.getRetryTimes(), true));

      //设置默认请求头
      List<Header> headers = getDefaultHeaders();
      httpClientBuilder.setDefaultHeaders(headers);
      //设置长连接保持策略
      httpClientBuilder.setKeepAliveStrategy(connectionKeepAliveStrategy());
      return httpClientBuilder.build();
    } catch (KeyManagementException | NoSuchAlgorithmException | KeyStoreException e) {
      log.error("初始化HTTP连接池出错", e);
    }
    return null;
  }


  /**
   * 配置长连接保持策略
   * @return
   */
  public ConnectionKeepAliveStrategy connectionKeepAliveStrategy(){
    return (response, context) -> {
      // Honor 'keep-alive' header
      HeaderElementIterator it = new BasicHeaderElementIterator(
              response.headerIterator(HTTP.CONN_KEEP_ALIVE));
      while (it.hasNext()) {
        HeaderElement he = it.nextElement();
        log.info("HeaderElement:{}", JSON.toJSONString(he));
        String param = he.getName();
        String value = he.getValue();
        if (value != null && "timeout".equalsIgnoreCase(param)) {
          try {
            return Long.parseLong(value) * 1000;
          } catch(NumberFormatException ignore) {
            log.error("解析长连接过期时间异常",ignore);
          }
        }
      }
      HttpHost target = (HttpHost) context.getAttribute(
              HttpClientContext.HTTP_TARGET_HOST);
      //如果请求目标地址,单独配置了长连接保持时间,使用该配置
      Optional<Map.Entry<String, Integer>> any = Optional.ofNullable(httpClientPoolProperties.getKeepAliveTargetHost()).orElseGet(HashMap::new)
              .entrySet().stream().filter(
              e -> e.getKey().equalsIgnoreCase(target.getHostName())).findAny();
      //否则使用默认长连接保持时间
      return any.map(en -> en.getValue() * 1000L).orElse(httpClientPoolProperties.getKeepAliveTime() * 1000L);
    };
  }




  /**
   * 设置请求头
   *
   * @return
   */
  private List<Header> getDefaultHeaders() {
    List<Header> headers = new ArrayList<>();
    headers.add(new BasicHeader("User-Agent",
            "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/31.0.1650.16 Safari/537.36"));
    headers.add(new BasicHeader("Accept-Encoding", "gzip,deflate"));
    headers.add(new BasicHeader("Accept-Language", "zh-CN"));
    headers.add(new BasicHeader("Connection", "Keep-Alive"));
    return headers;
  }


  private RestTemplate createRestTemplate(ClientHttpRequestFactory factory) {
    RestTemplate restTemplate = new RestTemplate(factory);

    //我们采用RestTemplate内部的MessageConverter
    //重新设置StringHttpMessageConverter字符集，解决中文乱码问题
    modifyDefaultCharset(restTemplate);

    //设置错误处理器
    restTemplate.setErrorHandler(new DefaultResponseErrorHandler());

    return restTemplate;
  }

  /**
   * 修改默认的字符集类型为utf-8
   *
   * @param restTemplate
   */
  private void modifyDefaultCharset(RestTemplate restTemplate) {
    List<HttpMessageConverter<?>> converterList = restTemplate.getMessageConverters();
    HttpMessageConverter<?> converterTarget = null;
    for (HttpMessageConverter<?> item : converterList) {
      if (StringHttpMessageConverter.class == item.getClass()) {
        converterTarget = item;
        break;
      }
    }
    if (null != converterTarget) {
      converterList.remove(converterTarget);
    }
    Charset defaultCharset = Charset.forName(httpClientPoolConfig.getCharset());
    converterList.add(1, new StringHttpMessageConverter(defaultCharset));
  }
}

这里有个注意点,就是RestTemplate的bean命名,建议和restTemplate区分开, 这样我们如果需要原生的restTemplate,就用restTemplate,如果用我们自定义的,就用httpClientTemplate

@Resource
private RestTemplate restTemplate;

@Resource
private RestTemplate httpClientTemplate;

连接池的配置类:
这里如果没有上面的spring-boot-configuration-processor这个依赖,会报错

package com.zgd.springboot.demo.template.config;

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Map;

/**
 * @Author: zgd
 * @Date: 2019/3/26 19:00
 * @Description:
 */
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.http-client.pool")
@Data
public class HttpClientPoolConfig {

  /**
   * java配置的优先级低于yml配置；如果yml配置不存在，会采用java配置
   */
  /**
   * 连接池的最大连接数
   */
  private int maxTotalConnect ;
  /**
   * 同路由的并发数
   */
  private int maxConnectPerRoute ;
  /**
   * 客户端和服务器建立连接超时，默认2s
   */
  private int connectTimeout = 2 * 1000;
  /**
   * 指客户端从服务器读取数据包的间隔超时时间,不是总读取时间，默认30s
   */
  private int readTimeout = 30 * 1000;

  private String charset = "UTF-8";
  /**
   * 重试次数,默认2次
   */
  private int retryTimes = 2;
  /**
   * 从连接池获取连接的超时时间,不宜过长,单位ms
   */
  private int connectionRequestTimout = 200;
  /**
   * 针对不同的地址,特别设置不同的长连接保持时间
   */
  private Map<String,Integer> keepAliveTargetHost;
  /**
   * 针对不同的地址,特别设置不同的长连接保持时间,单位 s
   */
  private int keepAliveTime = 60;

}

application.yml:

spring:
  # yml配置的优先级高于java配置；如果yml配置和java配置同时存在，则yml配置会覆盖java配置
  http-client:
    pool:
      #连接池的最大连接数，0代表不限；如果取0，需要考虑连接泄露导致系统崩溃的后果
      maxTotalConnect: 1000
      #每个路由的最大连接数,如果只调用一个地址,可以将其设置为最大连接数
      maxConnectPerRoute: 200
      # 指客户端和服务器建立连接的超时时间,ms , 最大约21秒,因为内部tcp在进行三次握手建立连接时,默认tcp超时时间是20秒
      connectTimeout: 3000
      # 指客户端从服务器读取数据包的间隔超时时间,不是总读取时间,也就是socket timeout,ms
      readTimeout: 5000
      # 从连接池获取连接的timeout,不宜过大,ms
      connectionRequestTimout: 200
      # 重试次数
      retryTimes: 3
      charset: UTF-8
      # 长连接保持时间 单位s,不宜过长
      keepAliveTime: 10
      # 针对不同的网址,长连接保持的存活时间,单位s,如果是频繁而持续的请求,可以设置小一点,不建议设置过大,避免大量无用连接占用内存资源
      keepAliveTargetHost:
        www.baidu.com: 5

• maxTotalConnect: 连接池的最大连接数，0代表不限；如果取0，需要考虑连接泄露导致系统崩溃的后果
• maxConnectPerRoute: 每个路由的最大连接数,如果只调用同一个服务端,可以设置和最大连接数相同,也就是一个路由
• connectTimeout: 客户端和服务端建立连接的超时时间,这里最大只能是21s,因为操作系统的tcp进行三次握手时,有它自己的超时时间,即便设置100s也是在21s后报错.
• readTimeout: 也就是socketTime,指的是两个相邻的数据包的间隔超时时间,比如下载一个比较大的文件,就算耗时很长也不会中断,但是如果两次响应时间间隔超过这个值就会报错.
  举个例子:
  将这个时间设置为2000ms, 然后分别去请求这两个接口,这两个接口总的等待时间都是3000ms

@GetMapping("/sleep")
  public String sleep(@RequestParam(required = false,defaultValue = "3000") Integer mils) {
    log.info("sleep:{}",mils);
    try {
      TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(mils);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return "hello!" + mils;
  }


  @GetMapping("/sleep/on_and_off")
  public void sleepOnAndOff(HttpServletResponse response) {
    log.info("sleepOnAndOff");
    for (int i = 0;i < 10;i++){
      try {
        response.getWriter().println("" + i);
        response.flushBuffer();
        Thread.sleep(300);
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }

调用sleep报读取超时了

调用第二个接口正常返回了

• connectionRequestTimout: 从连接池获取连接的等待时间,不宜过长
• retryTimes: 重试次数
• keepAliveTime: 长连接保持时间, http1.1都是默认开启长连接的,如果不配置这个时间,连接池会默认永久保持连接,这显然是不合理的. 对于需要频繁调用的服务端,我们可以开启长连接,然后将这个保持时间设置小一些,能保证相邻两次请求都长连接都还在就可以了. 并不是越久越好,如果是不频繁访问的服务端,长期保持一个无用的连接也会大大占用资源.
• keepAliveTargetHost: 针对不同的请求地址,可以单独设置不同的长连接存活时间

4. 使用

使用的话还是restTemplate的那一套接口

 ResponseEntity<String> entity = httpClientTemplate.getForEntity(url, String.class);

application.yml的日志等级打开debug,可以详细看到参数的配置情况

logging:
  level:
    ROOT: debug
    org.apache.http: debug