GenericObjectPool对象池异常排查

我就是我 2022-06-09 06:14 283阅读 0赞

在Java中有很多池管理的概念，典型的如线程池，数据库连接池，查看源码会发现这些池管理类都是继承于GenericObjectPool<T>，所以了解GenericObjectPool的工作机制。

## 1.为何需要它 ##

采用对象池化的本意，是要通过减少对象生成的次数，减少花在对象初始化上面的开销，从而提高整体的性能。然而池化处理本身也要付出代价，因此，并非任何情况下都适合采用对象池化。最后，想想享元模式吧

对于类似Point这样的轻量级对象，进行池化处理后，性能反而下降，因此不宜池化；

对于类似Hashtable这样的中量级对象，进行池化处理后，性能基本不变，一般不必池化（池化会使代码变复杂，增大维护的难度）；

对于类似JPanel这样的重量级对象，进行池化处理后，性能有所上升，可以考虑池化。

## 2.源码透析 ##

![Center][]

*  StackObjectPool，采用后进先出行为模式的池，采用的是java.util.Stack对象来保存对象池里的对象。
 *  SoftReferenceObjectPool，采用后进先出行为模式的池。池内对象被SoftReference包裹，允许垃圾回收器在有内存需要的时候删除这部分对象。
 *  GenericObjectPool，提供了后进先出（LIFO）与先进先出（FIFO）两种行为模式的池。默认情况是采用后进先出，即当有空闲对象时，调用borrowObject方法，返回最近时刻放进去的那个实例对象。这个行为是通过lifo这个属性控制的。它是三个实现中最复杂的，每次调用borrowObject或returnObject，度会涉及空闲对象分配，多线程等问题。分析源码时，推荐先从StackObjectPool看起，最后再分析GenericObjectPool。
 *  KeyedObjectPool，包含多种类型的池，采用K-V方式，每个类型都可以通过特定的Key获取。

GenericKeyedObjectPool，采用先进先出行为模式的池。

StackKeyedObjectPool，采用后进先出行为模式的池。

## 3.基本配置及用法 ##

public static class Config {  
                // 允许最大空闲对象数  
                public int maxIdle = GenericObjectPool.DEFAULT_MAX_IDLE;  
                // 允许最小空闲对象数  
                public int minIdle = GenericObjectPool.DEFAULT_MIN_IDLE;  
                // 允许最大活动对象数  
                public int maxActive = GenericObjectPool.DEFAULT_MAX_ACTIVE;  
                // 允许最大等待时间毫秒数  
                public long maxWait = GenericObjectPool.DEFAULT_MAX_WAIT;  
                // 当池中对象用完时，请求新的对象所要执行的动作  
                public byte whenExhaustedAction = GenericObjectPool.DEFAULT_WHEN_EXHAUSTED_ACTION;  
                // 是否在从池中取出对象前进行检验,如果检验失败,则从池中去除连接并尝试取出另一个  
                public boolean testOnBorrow = GenericObjectPool.DEFAULT_TEST_ON_BORROW;  
                // 是否在向池中归还对象前进行检验,如果检验失败  
                public boolean testOnReturn = GenericObjectPool.DEFAULT_TEST_ON_RETURN;  
                // 连接是否被空闲连接回收器(如果有)进行检验.如果检测失败,则连接将被从池中去除  
                public boolean testWhileIdle = GenericObjectPool.DEFAULT_TEST_WHILE_IDLE;  
                // 在空闲连接回收器线程运行期间休眠的时间毫秒数. 如果设置为非正数,则不运行空闲连接回收器线程  
                public long timeBetweenEvictionRunsMillis = GenericObjectPool.DEFAULT_TIME_BETWEEN_EVICTION_RUNS_MILLIS;  
                // 设定在进行后台对象清理时，每次检查对象数  
                public int numTestsPerEvictionRun =  GenericObjectPool.DEFAULT_NUM_TESTS_PER_EVICTION_RUN;  
                // 被空闲对象回收器回收前在池中保持空闲状态的最小时间毫秒数  
                public long minEvictableIdleTimeMillis = GenericObjectPool.DEFAULT_MIN_EVICTABLE_IDLE_TIME_MILLIS;  
                // 被空闲对象回收器回收前在池中保持空闲状态的最小时间毫秒数  
                public long softMinEvictableIdleTimeMillis = GenericObjectPool.DEFAULT_SOFT_MIN_EVICTABLE_IDLE_TIME_MILLIS;  
                // 是否采用后进先出策略  
                public boolean lifo = GenericObjectPool.DEFAULT_LIFO;  
            }

实际用法参考JedisFactory、ShardedJedisPool这里不在赘述。

## 4.问题描述 ##

演示一段代码但它发生异常。

![Center 1][]

![Center 2][]

![Center 3][]

用100并发打压服务，发现拿到连接并在干活的线程数只有10+, 而其余80+的线程wait在borrowObject的逻辑, 相应的stack如下：

**分析：**

为什么maxActive设置为100, 还会有如此多的线程在makeObject?这是我们的setMaxActive没有生效, 还是GenericObjectPool有其他destroy对象的机制被我们忽略了?  
打压开始后, 动态debug, 发现pool对象有许多我们未进行配置的成员变量，对照api逐一check各变量，发现一些可怀疑点:  
***maxIdle***

其值一直在2-8之间波动, 且[API][]中如是描述:可知默认的maxIdle值为8，若未进行配置，当pool中idle的object超过默认值8时，多余的对象就会被destroy。

***maxWait***

***    *** 可知若不进行设置，当被依赖的服务由于某些故障（如机器资源被某进程大量占用）而响应极慢时，会有大量线程blocked在borrowObject的逻辑，最终导致线程耗尽，服务卡死，用户请求被拒绝。

[Center]: /images/20220609/74a5c427651f4845862c934aef51705d.png
[Center 1]: /images/20220609/178b64dc97584d57812c408dc9f689d5.png
[Center 2]: /images/20220609/2302745b0c0d4772af4537d9c15f2382.png
[Center 3]: /images/20220609/d10f585f944f420d921c0f9bc712f543.png
[API]: http://commons.apache.org/proper/commons-pool/api-1.6/org/apache/commons/pool/impl/GenericObjectPool.html