Java 21 HttpClient 高并发实践：虚线程 vs sendAsync 与连接复用

## 为何选用 HttpClient

• 标准库组件（Java 11 引入，Java 21 稳定），无需三方依赖。
• 支持 HTTP/2 与连接复用；统一 `send` 阻塞与 `sendAsync` 异步模型。

## 客户端配置示例

import java.net.http.*;
import java.net.http.HttpClient.*;
import java.time.*;

HttpClient client = HttpClient.newBuilder()
        .version(Version.HTTP_2)
        .connectTimeout(Duration.ofSeconds(3))
        .followRedirects(Redirect.NORMAL)
        .build();

请求级超时：

HttpRequest req = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(java.net.URI.create("https://example.com/api"))
        .timeout(Duration.ofSeconds(2))
        .GET()
        .build();

## 方案一：虚线程 + 阻塞 send

• 思路：用虚线程承载阻塞 I/O，写法直观；HttpClient 负责连接复用。

import java.util.concurrent.*;
import java.net.http.*;

ExecutorService es = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();

Callable<Integer> task = () -> {
    HttpRequest r = HttpRequest.newBuilder(java.net.URI.create("https://example.com/api/1")).build();
    HttpResponse<String> resp = client.send(r, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
    return resp.statusCode();
};

Future<Integer> f1 = es.submit(task);
Future<Integer> f2 = es.submit(task);
System.out.println(f1.get());
System.out.println(f2.get());
es.close();

注意：

• 虚线程不消除下游限流/队列饱和；需结合并发信号量或速率限制。
• 在同一 `HttpClient` 上复用连接；避免每次新建客户端导致握手开销。

## 方案二：sendAsync + CompletableFuture

• 思路：使用非阻塞 API，结合 `CompletableFuture` 聚合结果。

import java.net.http.*;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.*;

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
List<CompletableFuture<HttpResponse<String>>> futures = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    HttpRequest r = HttpRequest.newBuilder(java.net.URI.create("https://example.com/api/" + i)).build();
    futures.add(client.sendAsync(r, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()));
}
CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[0])).join();
futures.forEach(f -> System.out.println(f.join().statusCode()));

并发限流（示例用信号量）：

Semaphore gate = new Semaphore(100);
CompletableFuture<HttpResponse<String>> limited(HttpRequest r) {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            gate.acquire();
            return client.send(r, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        } catch (Exception e) {
            throw new CompletionException(e);
        } finally {
            gate.release();
        }
    });
}

## 连接复用与 HTTP/2

• 复用同一 `HttpClient` 以保持连接池有效；HTTP/2 允许多路复用，降低队头阻塞。
• TLS 会话可复用与 0-RTT（取决于服务器配置）；避免频繁创建新连接。

## 超时、重试与健壮性

• 连接超时：`HttpClient.connectTimeout`；请求超时：`HttpRequest.timeout`。
• 自动重试需自行实现（如基于响应码与异常类别的指数退避策略）；注意幂等性。
• 对下游做舱壁与熔断，避免单点故障扩散。

## 验证建议

• 指标：P50/P95/P99 延迟、吞吐、错误率；对比虚线程方案与 `sendAsync`。
• 采集：GC 日志与 JFR；同时记录服务器端指标，避免客户端伪影。
• 单因素变更：固定并发与负载，仅切换模型，以便归因。

## 注意事项

• 关键词与主题一致：Java 21、HttpClient、虚线程、`sendAsync`、连接复用与限流。
• 分类匹配：`软件/编程语言/Java`。
• 描述准确：涵盖配置、并发模型与验证方法。
• 技术参数已验证：示例 API 为 Java 标准库；HTTP/2 与超时配置来源于 `HttpClient` 正式特性。