在 Spring Boot 中优化长轮询（Long Polling）连接频繁建立销毁问题

一、前言

长轮询（Long Polling）是一种经典的 HTTP 轮询机制，它在不支持 WebSocket 或 Server-Sent Events（SSE）的环境中，仍然是一种实现"伪实时"通信的有效方式。然而，长轮询的一个显著缺点是：每次请求都需要建立和销毁连接，频繁的 HTTP 请求会造成服务器资源的浪费。

本文将结合 Spring Boot ，从异步处理、连接复用、客户端优化等角度出发，详细讲解如何优化长轮询机制，降低服务器负载，同时保持一定的实时性。

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二、长轮询的基本实现（Spring Boot 示例）

1. Controller 示例代码

@RestController
public class PollingController {

    private String latestData = "No new data";
    private final List<DeferredResult<String>> results = new CopyOnWriteArrayList<>();

    @GetMapping("/poll")
    public DeferredResult<String> longPolling() {
        DeferredResult<String> result = new DeferredResult<>(5000L, "Timeout");
        results.add(result);

        result.onCompletion(() -> results.remove(result));
        result.onTimeout(() -> result.setResult("Timeout"));

        return result;
    }

    @PostMapping("/update")
    public void updateData(@RequestBody Map<String, String> payload) {
        this.latestData = payload.get("data");
        results.forEach(result -> result.setResult(latestData));
        results.clear();
    }
}

2. 客户端 JavaScript 示例

function startPolling(lastVersion = "") {
  fetch(`/poll?lastVersion=${lastVersion}`)
    .then((res) => res.text())
    .then((data) => {
      console.log("Received:", data)
      startPolling(data) // 下一轮轮询
    })
    .catch((err) => {
      console.error("Polling failed:", err)
      setTimeout(startPolling, 5000) // 失败后重试
    })
}

startPolling()

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三、优化策略详解（Spring Boot 实践）

1. 使用 DeferredResult 实现异步非阻塞处理

原理：

Spring Boot 支持通过 DeferredResult 将请求从主线程中释放，避免阻塞线程池资源。

优势：

• 避免线程阻塞，提高并发处理能力；
• 更好地管理长轮询请求；
• 可设置超时、异常处理等回调。

示例代码（已在上面展示）：

使用 DeferredResult 替代传统的 wait/notify 同步方式。

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2. 合理设置超时时间与客户端轮询间隔

服务端配置（application.yml）：

spring:
  mvc:
    async:
      request-timeout: 0 # 不超时，由 DeferredResult 控制

客户端优化建议：

• 高实时性场景：超时时间设为 3~5 秒，客户端 2~3 秒发起一次请求；
• 低实时性场景：超时时间设为 10~30 秒，客户端 10 秒发起一次请求；

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3. 使用 HTTP/2 提升连接复用效率

配置 Spring Boot 支持 HTTP/2：

1. 生成自签名证书（开发环境）：

   keytool -genkeypair -alias http2 -keyalg RSA -keysize 2048 -storetype PKCS12 -keystore http2.p12 -validity 3650

2. 配置 application.yml：

server:
  port: 8443
  ssl:
    key-store: classpath:http2.p12
    key-store-password: yourpassword
    key-store-type: PKCS12
    key-alias: http2
  http2:
    enabled: true

3. 依赖中添加：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.tomcat</groupId>
    <artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
</dependency>

效果：

• 一个 TCP 连接上可处理多个请求；
• 减少 TCP 连接建立和 TLS 握手开销；
• 显著提升长轮询性能。

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4. 客户端智能重试与退避算法

JavaScript 示例：

let retryCount = 0

function startPolling() {
  fetch("/poll")
    .then((res) => res.text())
    .then((data) => {
      console.log("Received:", data)
      retryCount = 0
      startPolling() // 成功后继续轮询
    })
    .catch((err) => {
      const delay = Math.min(1000 * Math.pow(2, retryCount), 30000) // 最大30秒
      console.log(`Retrying in ${delay}ms`)
      setTimeout(startPolling, delay)
      retryCount++
    })
}

优势：

• 避免网络不稳定时频繁请求；
• 减轻服务器压力；
• 提升用户体验。

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5. 使用缓存机制减少重复请求

思路：

客户端传入上次收到的数据版本号，服务端仅在有新数据时才响应。

Controller 示例：

@GetMapping("/poll")
public DeferredResult<String> poll(@RequestParam(required = false) String lastVersion) {
    if (latestData.equals(lastVersion)) {
        DeferredResult<String> result = new DeferredResult<>(10_000L);
        results.add(result);
        result.onCompletion(() -> results.remove(result));
        return result;
    } else {
        return new DeferredResult<>(latestData);
    }
}

客户端传参：

startPolling("v1.0")

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四、对比与建议

优化策略	是否适合 Spring Boot	优势	推荐程度
使用 DeferredResult	是	避免线程阻塞，提升并发能力	非常推荐
设置合理超时时间	是	平衡实时性与资源消耗	推荐
使用 HTTP/2	是（需配置）	减少连接建立开销	推荐
客户端退避算法	是	提高容错能力，减轻服务器压力	推荐
结合缓存机制	是	避免重复请求	推荐

五、结语

虽然长轮询不是最高效的实时通信方式，但在某些场景下（如兼容性要求高、环境限制）仍然具有实用价值。通过结合 Spring Boot 提供的异步处理机制、HTTP/2 特性、客户端智能重试等优化手段，我们可以显著降低连接频繁建立销毁带来的资源消耗，同时提升系统的稳定性和性能。

如果你对实时性要求更高，建议优先考虑 Server-Sent Events（SSE） 或 WebSocket，它们更适合现代 Web 应用的实时通信需求。

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六、参考资料

• Spring MVC Async Support
• Spring Boot HTTP/2 Configuration
• MDN - Server-sent events
• HTTP/2 Multiplexing Explained

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