【SpringBoot技术专题】「开发实战系列」Undertow web容器的入门实战及调优方案精讲

news2024/9/30 15:25:29

Undertow web容器的入门实战及调优方案精讲

- Undertow web容器
- - Undertow 介绍
  - 官网API给出一句话概述Undertow：
  - 官网API总结特点：
  - - Lightweight（轻量级）
    - HTTP Upgrade Support（支持http升级）、HTTP/2 Support
    - 支持HTTP 2.0
    - Servlet 4.0
    - Embeddable（可嵌入的）
    - Flexible（灵活性）
  - 总结
  - Spring Boot项目中的引入方式 :
  - - 添加如下依赖
    - application.properties配置 :
  - Undertow,Tomcat和Jetty服务器配置详解与性能测试
  - - NIO(非阻塞式输入输出)
  - 自定义undertow对象模型0
  - - - Undertow类是入口点
    - 参考资料

Undertow web容器

Undertow 介绍

Undertow 是红帽公司开发的一款基于 NIO 的高性能 Web 嵌入式服务器，红帽公司（RedHat）的开源产品，且是 WildFly8（JBoss）默认的 Web 服务器.；

官网API给出一句话概述Undertow：

Undertow is a flexible performant web server written in java, providing both blocking and non-blocking API’s based on NIO.
译文： Undertow是一个用java编写的灵活的高性能Web服务器，提供基于NIO的阻塞和非阻塞API。

官网API总结特点：

Lightweight（轻量级）

Undertow非常轻量级，Undertow核心jar包在1Mb以下。它在运行时也是轻量级的，有一个简单的嵌入式服务器使用少于4Mb的堆空间

HTTP Upgrade Support（支持http升级）、HTTP/2 Support

支持HTTP升级，允许多个协议通过HTTP端口进行多路复用。

支持HTTP 2.0

Web Socket Support（支持WebSocket）
Undertow提供对Web Socket的全面支持，包括JSR-356支持

Servlet 4.0

Undertow提供对Servlet 4.0的支持，并兼容之前版本，包括对嵌入式servlet的支持。还可以在同一部署中混合Servlet和本机Undertow非阻塞处理程序

Embeddable（可嵌入的）

Undertow可以嵌入在应用程序中或独立运行，只需几行代码

Flexible（灵活性）

Undertow框架jar包： undertow-core.jar undertow-servlet.jar

总结

Undertow是一个Web服务器，那么它就需要具备的现代Web服务器的基本特性，比如Servlet,JSP,文件服务器，代理服务器，安全认证等。undertow目前已经实现了绝大多数功能，并且因为wildfly通过了JavaEE7 TCK认证，即通过Servlet 3.1认证的Web服务器和容器，最新版本对servlet 4.0 也支持。
Undertow的一个设计目的就是为了嵌入当作web服务器使用。当前，很多Java和其他语言的开源项目，都内嵌一个小型的web server，来提供服务能力，可以是输出html，也可以是输出REST方式的json文本。支持HTTP(s)协议，对于很多应用程序已能够满足需要；
默认情况下 Spring Cloud 使用 Tomcat 作为内嵌 Servlet 容器，可启动一个 Tomcat 的 Spring Boot 程序与一个 Undertow 的 Spring Boot 程序，通过 VisualVM 工具进行比较，可看到 Undertow 性能优于 Tomcat；
官网参考：http://undertow.io

Spring Boot项目中的引入方式 :

Spring Boot 内嵌 Jetty , Tomcat , Undertow , 默认是Tomcat

添加如下依赖

项目中Tomcat 服务器移除，新增了Untertow

<!--移除Tomcat依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<!--引入undertow-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

注意： undertow要引入要排在后面，否则会加载失败！

application.properties配置 :

与原来使用tomcat时配置无太大差别 , 将tomcat字段改为undertow即可

# Undertow 日志存放目录
server.undertow.accesslog.dir=
# 是否启动日志
server.undertow.accesslog.enabled=false 
# 日志格式
server.undertow.accesslog.pattern=common
# 日志文件名前缀
server.undertow.accesslog.prefix=access_log
# 日志文件名后缀
server.undertow.accesslog.suffix=log
# HTTP POST请求最大的大小
server.undertow.max-http-post-size=0 
# 设置IO线程数, 它主要执行非阻塞的任务,它们会负责多个连接, 默认设置每个CPU核心一个线程
server.undertow.io-threads=4
# 阻塞任务线程池, 当执行类似servlet请求阻塞操作, undertow会从这个线程池中取得线程,它的值设置取决于系统的负载
server.undertow.worker-threads=20
# 以下的配置会影响buffer,这些buffer会用于服务器连接的IO操作,有点类似netty的池化内存管理
# 每块buffer的空间大小,越小的空间被利用越充分
server.undertow.buffer-size=1024
# 每个区分配的buffer数量 , 所以pool的大小是buffer-size * buffers-per-region
server.undertow.buffers-per-region=1024
# 是否分配的直接内存
server.undertow.direct-buffers=true

Undertow,Tomcat和Jetty服务器配置详解与性能测试

undertow,jetty和tomcat可以说是javaweb项目当下最火的三款服务器，tomcat是apache下的一款重量级的服务器，不用多说历史悠久，经得起实践的考验。然而：当下微服务兴起，spring boot ，spring cloud 越来越热的情况下，选择一款轻量级而性能优越的服务器是必要的选择。spring boot 完美集成了tomcat，jetty和undertow，本文将通过对jetty和undertow服务器的分析以及测试，来比较两款服务器的性能如何。

值得一提的是jetty和undertow都是基于NIO实现的高并发轻量级的服务器，支持servlet3.1和websocket。所以，有必要先了解下什么是NIO。

NIO(非阻塞式输入输出)

Channel
Selector
Buffer
Acceptor

Client和Server只向Buffer读写数据不关注数据的流向，数据通过Channel通道进行流转。而Selector是存在与服务端的，用于Channel的注册以此实现数据I/O操作。Acceptor负责接受所以的连接通道并且注册到Channel中。而整个过程客户端与服务端是非阻塞的也就是异步操作。

结论 : 在并发量不高的情况下 , Tomcat与undertow的吞吐量区别不大 , 并发量高的情况下 , undertow的性能要优于Jetty与Tomcat。

自定义undertow对象模型0

自定义一个简单的内嵌WebServer的代码例子

public class HelloWorldServer {
    public static void main(final String[] args) {  
        Undertow server = Undertow.builder()  
                .addHttpListener(8080, "localhost")  
                .setHandler(new HttpHandler() { //设置HttpHandler回调方法  
                    @Override  
                    public void handleRequest(final HttpServerExchange exchange) throws Exception {  
                        exchange.getResponseHeaders().put(Headers.CONTENT_TYPE, "text/plain");  
                        exchange.getResponseSender().send("Hello World");  
                    }  
                }).build();  
        server.start();  
    }  
}

在undertow里，最主要的接口就是HttpHandler，和XNIO中的ChannelListener概念相似。HttpHandler也是只有一个方法handleRequest，参数是HttpServerExchange。
这个程序内嵌一个Web服务器，打开本机的8080端口接受请求，当有浏览器连上之后，就发送一个纯文本"Hello World"。
HttpServerExchange携带所有的上下文状态信息，这个类也是目前undertow里面最长代码，有2000多行。同时包含了request和response的相关信息，可以通过getRequestHeaders()/getResponseHeaders()获取对应头部信息。