第一次访问慢

- 日理万妓 2024-03-24 10:41 43阅读 0赞

**一、背景**  
无论在测试中还是在线上，我们都会发现在java服务刚开始启动之后，第一个请求会比正常的请求响应时间慢很多，一般会到达几百ms乃至1秒。  
如果我们的调用方服务设置了超时时间，那么在被调用方服务刚启动时，会有极大概率达到超时时间限制，从而发生超时异常。  
极端情况：当流量非常大的时候，可能会发现，服务一启动，因为响应时间较慢，立刻被高流量打死，而且永远也启动不起来，甚至会造成整个系统的雪崩。  
本文针对这种情况，阐述了原理，并调研了目前业界的预热方案。

**二、原理**  
1、OpenJDK 使用了 JIT(Just-in-time) 即时编译技术，可以动态的把 Java 字节码编译成高度优化过机器码，提高执行效率，但在编译之前，Java 代码是以相对低效的解释器模式执行的。  
在应用启动完成后、业务流量刚进来的短时间内，容易出现的状况是大量 Java 方法开始被 JIT 编译，同时业务请求被较慢的解释器模式执行，最终的结果就是系统负载飙高，可能导致很多用户请求超时。  
2、应用使用的各种资源没有准备好，比如各种连接池等。

**三、预热方案**  
预热是指，在jvm启动后，先不提供给调用方正常的流量，而是利用技术手段，先用小流量将服务进行warmup，直到能够按照合理的响应时间提供服务为止。  
预热方案有目前以下手段：  
**1、通过流量控制来进行预热：**  
1）利用网关的流量控制功能，按照新服务上线时间，给与不同的访问权重，使得服务能够逐渐达到正常访问的热度。  
2）使用sentinel等组件进行warmup限流，在服务上线的时候，将过高的流量直接拦截掉。  
3）spring的ribbon组件策略改造，与网关流量控制策略相同。

**2、在服务启动后，可以正常访问前，让服务自己预热**  
1）服务开发者进行编码，启动后，初始化模块自己遍历一遍重要的访问接口  
2）利用测试工具组件（Java Microbenchmark Harness（JMH）），启动后遍历访问接口  
3）使用阿里的开源项目龙井JDK，替换jdk，在服务启动时自动加载该加载的类。

龙井JDK JWarmup的基本原理: 
    根据前一次程序运行的情况，记录下热点方法、类编译顺序等信息，在应用下一次启动的时候积极加载相关的类，并积极编译相关的方法，进而应用启动后可以直接运行编译好的Java代码(C2编译）。

**3、发布系统中进行配置访问url列表，由发布系统预热**  
每个服务的开发者自己进行评估，列出需要预热的url，将这个url列表存入发布系统，由发布系统调用health之前，由curl调用一遍。

特别注意：  
SpringBoot启动后，发起的第一个请求会稍微慢点，后续的请求则比较快，原因在于第一次请求时，DispatcherServlet会做一些初始化工作，并且这个初始化是在http-nio-xxx线程中执行的。

Tomcat中默认情况下只在请求匹配到Servlet后才会初始化Servlet，如果想要Servlet在Tomcat启动过程中提前初始化，可以设置loadOnStartup>=0的值。

@WebServlet(loadOnStartup = 1, urlPatterns = "/hello")
    public class MyServlet extends HttpServlet {
        
    
        @Override
        public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        
            System.out.println("loadOnStartup = 1 在tomcat启动规程中即初始化");
        }
    }

Springboot中提供了spring.mvc.servlet.load-on-startup=1配置项，可以使DispatcherServlet在tomcat启动时执行始化  
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