JS 实现请求调度器

程序员文章站 2022-04-09 11:59:25

前言：js 天然支持并行请求，但与此同时会带来一些问题，比如会造成目标服务器压力过大，所以本文引入“请求调度器”来节制并发度。tldr; 直接跳转『抽象和复用』章节。为了获取一批互不依赖的资源，通常从...

前言：js 天然支持并行请求，但与此同时会带来一些问题，比如会造成目标服务器压力过大，所以本文引入“请求调度器”来节制并发度。

tldr; 直接跳转『抽象和复用』章节。

为了获取一批互不依赖的资源，通常从性能考虑可以用 promise.all(arrayofpromises)来并发执行。比如我们已有 100 个应用的 id，需求是聚合所有应用的 pv，我们通常会这么写：

const ids = [1001, 1002, 1003, 1004, 1005];
const urlprefix = 'http://opensearch.example.com/api/apps';

// fetch 函数发送 http 请求，返回 promise
const apppromises = ids.map(id => `${urlprefix}/${id}`).map(fetch);

promise.all(apppromises)
 // 通过 reduce 做累加
 .then(apps => apps.reduce((initial, current) => initial + current.pv, 0))
 .catch((error) => console.log(error));

上面的代码在应用个数不多的情况下，可以运行正常。当应用个数达到成千上万时，对支持并发数不是很好的系统，你的「压测」会把第三放服务器搞挂，暂时无法响应请求：

<html>
<head><title>502 bad gateway</title></head>
<body bgcolor="white">
<center><h1>502 bad gateway</h1></center>
<hr><center>nginx/1.10.1</center>
</body>
</html>

如何解决呢？

一个很自然的想法是，既然不支持这么多的并发请求，那就分割成几大块，每块为一个 chunk，chunk 内部的请求依然并发，但块的大小（chunksize）限制在系统支持的最大并发数以内。前一个 chunk 结束后一个 chunk 才能继续执行，也就是说 chunk 内部的请求是并发的，但 chunk 之间是串行的。思路其实很简单，写起来却有一定难度。总结起来三个操作：分块、串行、聚合

难点在如何串行执行 promise，promise 仅提供了并行（promise.all）功能，并没有提供串行功能。我们从简单的三个请求开始，看如何实现，启发式解决问题（heuristic）。

// task1, task2, task3 是三个返回 promise 的工厂函数，模拟我们的异步请求
const task1 = () => new promise((resolve) => {
 settimeout(() => {
 resolve(1);
 console.log('task1 executed');
 }, 1000);
});

const task2 = () => new promise((resolve) => {
 settimeout(() => {
 resolve(2);
 console.log('task2 executed');
 }, 1000);
});

const task3 = () => new promise((resolve) => {
 settimeout(() => {
 resolve(3);
 console.log('task3 executed');
 }, 1000);
});

// 聚合结果
let result = 0;

const resultpromise = [task1, task2, task3].reduce((current, next) => 	 
 current.then((number) => {
 console.log('resolved with number', number); // task2, task3 的 promise 将在这里被 resolve
 result += number;

 return next();
 }),
 
 promise.resolve(0)) // 聚合初始值

 .then(function(last) {
 console.log('the last promise resolved with number', last); // task3 的 promise 在这里被 resolve

 result += last;

 console.log('all executed with result', result);

 return promise.resolve(result);
 });

运行结果如图 1：

JS 实现请求调度器

代码解析：我们想要的效果，直观展示其实是 fn1().then(() => fn2()).then(() => fn3())。上面代码能让一组 promise 按顺序执行的关键之处就在 reduce 这个“引擎”在一步步推动 promise 工厂函数的执行。

难点解决了，我们看看最终代码：

/**
 * 模拟 http 请求
 * @param {string} url 
 * @return {promise}
 */
function fetch(url) {
 console.log(`fetching ${url}`);
 return new promise((resolve) => {
 settimeout(() => resolve({ pv: number(url.match(/\d+$/)) }), 2000);
 });
}

const urlprefix = 'http://opensearch.example.com/api/apps';

const aggregator = {
 /**
 * 入口方法，开启定时任务
 * 
 * @return {promise}
 */
 start() {
 return this.fetchappids()
 .then(ids => this.fetchappsserially(ids, 2))
 .then(apps => this.sumpv(apps))
 .catch(error => console.error(error));
 },
 
 /**
 * 获取所有应用的 id
 *
 * @private
 * 
 * @return {promise}
 */
 fetchappids() {
 return promise.resolve([1001, 1002, 1003, 1004, 1005]);
 },

 promisefactory(ids) {
 return () => promise.all(ids.map(id => `${urlprefix}/${id}`).map(fetch));
 },
 
 /**
 * 获取所有应用的详情
 * 
 * 一次并发请求 `concurrency` 个应用，称为一个 chunk
 * 前一个 `chunk` 并发完成后一个才继续，直至所有应用获取完毕
 *
 * @private
 *
 * @param {[number]} ids
 * @param {number} concurrency 一次并发的请求数量
 * @return {[object]}  所有应用的信息
 */
 fetchappsserially(ids, concurrency = 100) {
 // 分块
 let chunkofids = ids.splice(0, concurrency);
 const tasks = [];
 
 while (chunkofids.length !== 0) {
 tasks.push(this.promisefactory(chunkofids));
 chunkofids = ids.splice(0, concurrency);
 }
 
 // 按块顺序执行
 const result = [];
 return tasks.reduce((current, next) => current.then((chunkofapps) => {
 console.info('chunk of', chunkofapps.length, 'concurrency requests has finished with result:', chunkofapps, '\n\n');
 result.push(...chunkofapps); // 拍扁数组
 return next();
 }), promise.resolve([]))
 .then((lastchunkofapps) => {
 console.info('chunk of', lastchunkofapps.length, 'concurrency requests has finished with result:', lastchunkofapps, '\n\n');

 result.push(...lastchunkofapps); // 再次拍扁它
 console.info('all chunks has been executed with result', result);
 return result;
 });
 },
 
 /**
 * 聚合所有应用的 pv
 * 
 * @private
 * 
 * @param {[]} apps 
 * @return {[type]} [description]
 */
 sumpv(apps) {
 const initial = { pv: 0 };

 return apps.reduce((accumulator, app) => ({ pv: accumulator.pv + app.pv }), initial);
 }
};

// 开始运行
aggregator.start().then(console.log);

运行结果如图 2：

JS 实现请求调度器

抽象和复用

目的达到了，因具备通用性，下面开始抽象成一个模式以便复用。

串行

先模拟一个 http get 请求。

/**
 * mocked http get.
 * @param {string} url
 * @returns {{ url: string; delay: number; }}
 */
function httpget(url) {
 const delay = math.random() * 1000;

 console.info('get', url);

 return new promise((resolve) => {
 settimeout(() => {
 resolve({
 url,
 delay,
 at: date.now()
 })
 }, delay);
 })
}

串行执行一批请求。

const ids = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];

// 批量请求函数，注意是 delay 执行的『函数』对了，否则会立即将请求发送出去，达不到串行的目的
const httpgetters = ids.map(id => 
 () => httpget(`https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/${id}`)
);

// 串行执行之
const tasks = await httpgetters.reduce((acc, cur) => {
 return acc.then(cur);
 
 // 简写，等价于
 // return acc.then(() => cur());
}, promise.resolve());

tasks.then(() => {
 console.log('done');
});

注意观察控制台输出，应该串行输出以下内容：

get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/2
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/3
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/4
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/5
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/6
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/7

分段串行，段中并行

重点来了。本文的请求调度器实现

/**
 * schedule promises.
 * @param {array<(...arg: any[]) => promise<any>>} factories 
 * @param {number} concurrency 
 */
function schedulepromises(factories, concurrency) {
 /**
 * chunk
 * @param {any[]} arr 
 * @param {number} size 
 * @returns {array<any[]>}
 */
 const chunk = (arr, size = 1) => {
 return arr.reduce((acc, cur, idx) => {
 const modulo = idx % size;

 if (modulo === 0) {
 acc[acc.length] = [cur];
 } else {
 acc[acc.length - 1].push(cur);
 }

 return acc;
 }, [])
 };

 const chunks = chunk(factories, concurrency);

 let resps = [];

 return chunks.reduce(
 (acc, cur) => {
 return acc
 .then(() => {
  console.log('---');
  return promise.all(cur.map(f => f()));
 })
 .then((intermediateresponses) => {
  resps.push(...intermediateresponses);

  return resps;
 })
 },

 promise.resolve()
 );
}

测试下，执行调度器：

// 分段串行，段中并行
schedulepromises(httpgetters, 3).then((resps) => {
 console.log('resps:', resps);
});

控制台输出：

---
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/2
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/3
---
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/4
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/5
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/6
---
get https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/7

resps: [
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1",
 "delay": 733.010980640727,
 "at": 1615131322163
 },
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/2",
 "delay": 594.5056229848931,
 "at": 1615131322024
 },
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/3",
 "delay": 738.8230109146299,
 "at": 1615131322168
 },
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/4",
 "delay": 525.4604386109747,
 "at": 1615131322698
 },
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/5",
 "delay": 29.086379722201183,
 "at": 1615131322201
 },
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/6",
 "delay": 592.2345027398272,
 "at": 1615131322765
 },
 {
 "url": "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/7",
 "delay": 513.0684467560949,
 "at": 1615131323284
 }
]

总结

如果并发请求的数量太大，可以考虑分块串行，块中请求并发。
问题看似复杂，不放先简化之，然后一步步推导出关键点，最后抽象，就能找到解决方案。
本文的精髓在于使用 reduce 作为串行推动的引擎，故掌握其对我们日常开发遇到的迷局破解可提供新思路，reduce 精通见上篇你终于用 reduce 了 ????。

以上就是js 实现请求调度器的详细内容，更多关于js 请求调度器的资料请关注其它相关文章！

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抽象和复用

串行

分段串行，段中并行

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