不是我吹,Lambda这个坑你肯定不知道!

文章目录
  1. 1. 分析
  2. 2. 解决

上周有小伙伴反馈zk连接很慢。整理出zk连接的关键逻辑如下:

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public class ClientZkAgent {
//单例模式
private static final ClientZkAgent instance = new ClientZkAgent();
private ZooKeeper zk; //zk客户端
private ClientZkAgent() {
connect(); //初始化并连接zk
}

public static ClientZkAgent getInstance() {
return instance;
}

/**
* zk常用模式: 由于zookeeper的连接是异步的,为防止zk对象在建立有效连接之前就返回,
* 我们阻塞主线程,并通过zookeeper的EventThread在连接事件中唤醒主线程
*/
private void connect() {
CountDownLatch semaphore = new CountDownLatch(1);
zk = new ZooKeeper(zkHost, timeout, watchEvent -> { // #_1
switch (e.getState()) {
case SyncConnected:
semaphore.countDown();
break;
// 其它逻辑 ....
}
});

semaphore.await(10000, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
}

上面的代码造成第一次调用ClientZkAgent.getInstance的时候,需耗时10s, 这个时间恰好跟semaphore的超时时间相当. 在此期间,整个世界好像停滞了一样。

分析

在本地重现后,通过jstack获得系统停滞期间的线程栈,发现这个时候zookeeper的EventThread有个比较奇怪的现象:

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"main-EventThread" #13 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x000000001fe36800 nid=0xf0c in Object.wait() [0x000000002032f000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at com.github.dapeng.registry.zookeeper.ClientZkAgent.lambda$connect$0(ClientZkAgent.java:154)
at com.github.dapeng.registry.zookeeper.ClientZkAgent$$Lambda$1/116211441.process(Unknown Source)
at org.apache.zookeeper.ClientCnxn$EventThread.processEvent(ClientCnxn.java:533)
at org.apache.zookeeper.ClientCnxn$EventThread.run(ClientCnxn.java:508)

Locked ownable synchronizers:
- None

客户端实际上很快就连上了zookeeper并返回后生成了SyncConnected事件,而且EventThread已经在回调atcher.process方法了,但似乎事件线程就一直hold在上面#_1的位置无法往下走, 同时,lambda表达式变成了ClientZkAgent的一个方法了:lambda$connect$0。

了解了一下Java中lambda的实现方式,事情水落石出了。

简而言之,jvm会把lambda表达式转换成所在类的一个方法lambda${method}${seq}(method为该 lambda 所在的方法名,例如上面的connect方法),同时通过动态代理生成一个代理类(该代理类实现了lambda表达式所代表的具体接口),在该代理类中调用lambda${method}${seq}。

在上面的例子中,生成的代理类大概如下:

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final class ClientZkAgent$$Lambda$1 implements Watcher {
final ClientZkAgent clientZkAgent;

public void process(WatchedEvent event) {
clientZkAgent.lambda$connect$0(event);
}
}

再梳理一下:

业务线程:

  1. 通过静态方法ClientZkAgent.getInstance()获取实例,第一次访问的时候会触发类ClientZkAgent的装载。

  2. 装载过程中,装载静态成员instance,这时候会尝试创建一个ClientZkAgent对象。

  3. 在ClientZkAgent的构造函数中连接zk,并通过CountdownLatch进入阻塞状态。注意这时候类装载还没完成。

  4. CountdownLatch超时后完成对象的初始化以及整个类的加载

zk事件线程:

SyncConnected事件触发后,调用ClientZkAgent.lambda$connect$0(event), 试图唤醒业务线程(唤醒逻辑在lambda中)。

然而这时候ClientZkAgent还没加载完,事件线程只能等待类加载流程的结束。

业务线程加载完ClientZkAgent后,事件线程完成事件的处理。

可见,在这个过程中,两个线程相互等待(类似死锁但不是死锁),直至业务线程超时后才化解这个局面。

解决

修改ClientZkAgent的初始化逻辑如下:

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public class ClientZkAgent {
//单例模式
private static final ClientZkAgent instance = new ClientZkAgent();
private ZooKeeper zk; //zk客户端
private ClientZkAgent() {
}

public static ClientZkAgent getInstance() {
if (instance.zk == null) {
synchronized(ClientZkAgent.class) {
if (instance.zk == null) {
instance.connect();
}
}
}
return instance;
}