流量控制闸门——LimitLatch套接字连接数限制器

Tomcat作为web服务器，对于每个客户端的请求将给予处理响应，但对于一台机器而言，访问请求的总流量有高峰期且服务器有物理极限，为了保证web服务器不被冲垮我们需要采取一些措施进行保护预防，需要稍微说明的此处的流量更多的是指套接字的连接数，通过控制套接字连接个数来控制流量。其中一种有效的方法就是采取流量控制，它就像在流量的入口增加了一道闸门，闸门的大小决定了流量的大小，一旦达到最大流量将关闭闸门停止接收直到有空闲通道。
 
创建一个流量控制器没思路？还是考虑下并发框架AQS吧，通过控制同步器的状态即可实现，如果忘了AQS框架相关知识请移步到前面多线程章节，具体思路是先初始化状态值，然后每到来一个socket就将状态加1，每关闭一个socket将状态减1，如此一来一旦状态值小于0则由AQS机制将停止对socket的接收，直到某个socket处理完释放。我们把思路拆成两部分，一是创建一个支持计数的控制器，另一个是将此控制器嵌入处理流程中。
① 控制器，整个过程是根据AQS推荐的自定义同步器的做法进行，但并没有使用AQS自带的状态变量，而是另外引入一个AtomicLong类型的count变量用于计数，其本质是一样的，不必过于纠结。控制器主要通过countUpOrAwait和countDown两个方法实现控制效果。
public class LimitLatch {
    private class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        public Sync() {}


        @Override
        protected int tryAcquireShared(int ignored) {
            long newCount = count.incrementAndGet();
            if (newCount > limit) {
                count.decrementAndGet();
                return -1;
            } else {
                return 1;
            }
        }


        @Override
        protected boolean tryReleaseShared(int arg) {
            count.decrementAndGet();
            return true;
        }
    }


    private final Sync sync;
    private final AtomicLong count;
    private volatile long limit;


    public LimitLatch(long limit) {
        this.limit = limit;
        this.count = new AtomicLong(0);
        this.sync = new Sync();
    }


    public void countUpOrAwait() throws InterruptedException {
        sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    }


    public long countDown() {
        sync.releaseShared(0);
        long result = getCount();
        return result;
    }
}
② 流程嵌入控制器，伪代码如下，在接收socket前累加计数器，对socket的数据处理则交由另外的线程，它处理需要一段时间，假如这段时间又有1000个请求socket，则第1000个请求会导致停止程序阻塞，而唤醒的条件是线程池中的工作线程处理完其中一个socket并执行countDown操作。tomcat默认的大小为1000。
LimitLatch limitLatch = new LimitLatch(1000);
创建ServerSocket;
limitLatch.countUpOrAwait();//这里可能阻塞
Socket socket = ServerSocket.accept();

从线程池中获取一个空闲工作线程处理socket，处理完关闭socket并执行limitLatch.countDown();

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