sun的程序员也是程序员啊！(续)

刚刚鄙视完sun，继续performance tuning，结果又发现问题：测试中，偶尔会出现一些古怪错误，经检查，发现有以下可疑的异常：

[# | 2010 - 05 - 05T14: 27 : 37.295 + 0800 | WARNING | sun - glassfish - comms - server2. 0 | com.sun.jbi.httpsoapbc.OutboundMessageProcessor | _ThreadID = 53 ;_ThreadName = HTTPBC - OutboundReceiver - 47 ;_RequestID = 42321e60 - 6723 - 4831 - a99a - b4dd1ac3e35f; | HTTPBC - E00759: An exception occured  while  processing a reply message. HTTP transport error: java.util.ConcurrentModificationException
com.sun.xml.ws.client.ClientTransportException: HTTP transport error: java.util.ConcurrentModificationException
        at com.sun.xml.ws.transport.http.client.HttpClientTransport.getOutput(HttpClientTransport.java: 134 )
        at com.sun.xml.ws.transport.http.client.HttpTransportPipe.process(HttpTransportPipe.java: 143 )
        at com.sun.xml.ws.transport.http.client.HttpTransportPipe.processRequest(HttpTransportPipe.java: 89 )
        at com.sun.xml.ws.transport.DeferredTransportPipe.processRequest(DeferredTransportPipe.java: 91 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber.__doRun(Fiber.java: 595 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber._doRun(Fiber.java: 554 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber.doRun(Fiber.java: 539 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber.runSync(Fiber.java: 436 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.helper.AbstractTubeImpl.process(AbstractTubeImpl.java: 106 )
        at com.sun.xml.ws.tx.client.TxClientPipe.process(TxClientPipe.java: 177 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.helper.PipeAdapter.processRequest(PipeAdapter.java: 115 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber.__doRun(Fiber.java: 595 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber._doRun(Fiber.java: 554 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber.doRun(Fiber.java: 539 )
        at com.sun.xml.ws.api.pipe.Fiber.runSync(Fiber.java: 436 )
        at com.sun.xml.ws.client.Stub.process(Stub.java: 248 )
        at com.sun.xml.ws.client.dispatch.DispatchImpl.doInvoke(DispatchImpl.java: 180 )
        at com.sun.xml.ws.client.dispatch.DispatchImpl.invoke(DispatchImpl.java: 206 )
        at com.sun.jbi.httpsoapbc.OutboundMessageProcessor.outboundCall(OutboundMessageProcessor.java: 1256 )
        at com.sun.jbi.httpsoapbc.OutboundMessageProcessor.dispatch(OutboundMessageProcessor.java: 1296 )
        at com.sun.jbi.httpsoapbc.OutboundMessageProcessor.processRequestReplyOutbound(OutboundMessageProcessor.java: 747 )
        at com.sun.jbi.httpsoapbc.OutboundMessageProcessor.processMessage(OutboundMessageProcessor.java: 257 )
        at com.sun.jbi.httpsoapbc.OutboundAction.run(OutboundAction.java: 63 )
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java: 886 )
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java: 908 )
        at java.lang.Thread.run(Thread.java: 619 )
Caused by: java.util.ConcurrentModificationException
        at java.util.HashMap$HashIterator.nextEntry(HashMap.java: 793 )
        at java.util.HashMap$EntryIterator.next(HashMap.java: 834 )
        at java.util.HashMap$EntryIterator.next(HashMap.java: 832 )
        at com.sun.xml.ws.transport.http.client.HttpClientTransport.createHttpConnection(HttpClientTransport.java: 364 )
        at com.sun.xml.ws.transport.http.client.HttpClientTransport.getOutput(HttpClientTransport.java: 118 )
        ... 25  more

    从异常上看，调用metro进行webservice的调用过程中，有对hashmap做游历进行读取的操作，期间抛出ConcurrentModificationException。感觉这个又是bug了，毕竟这个前前后后的代码，都是sun自己的：openESB, metro, jdk。

    找到hashmap抛出异常的代码：

        final  Entry < K,V >  nextEntry() {
             if  (modCount  !=  expectedModCount)
                 throw   new  ConcurrentModificationException();

    明显这个ConcurrentModificationException是hashmap主动抛出的，看条件if (modCount != expectedModCount)

    找到expectedModCount，HashIterator构造时初始化为当时hashmap实例的modCount并保持不再修改，实际就是记下迭代开始时hashmap的状态：

        HashIterator() {
            expectedModCount  =  modCount;
            ...
        }

    再看modCount相关代码

    /**
     * The number of times this HashMap has been structurally modified
     * Structural modifications are those that change the number of mappings in
     * the HashMap or otherwise modify its internal structure (e.g.,
     * rehash).  This field is used to make iterators on Collection-views of
     * the HashMap fail-fast.  (See ConcurrentModificationException).
      */
     transient   volatile   int  modCount;

    从javadoc中可以得知modCount是用来记录hashmap实例的结构被修改的次数。同时明确指出这个域用来在做迭代时实现fail-fast。

    现在非常明确的可以知道问题的来源了：在hashmap实例的坐迭代的过程中，其他线程修改了这个hashmap，导致modCount 和 expectedModCount不符，因此直接抛出ConcurrentModificationException)来实现fail-fast。

    hashmap的这个做法没有问题，那么问题就是出在它的使用者上了：为什么在hashmap进行迭代的过程中，会修改这个hashmap？而且，明显的没有做同步保护，要知道hashmap是明确申明不是线程安全的。

    先找到这个hashmap被调用的代码，metro下的HttpTransportPipe，方便起见请打开以下URL使用fisheye工具查看代码：

http://fisheye5.cenqua.com/browse/jax-ws-sources/jaxws-ri/rt/src/com/sun/xml/ws/transport/http/client/HttpTransportPipe.java?r=1.14

    public  Packet process(Packet request) {
        HttpClientTransport con;
         try  {
             //  get transport headers from message
            Map < String, List < String >>  reqHeaders  =  (Map < String, List < String >> ) request.invocationProperties.get(MessageContext.HTTP_REQUEST_HEADERS);
             // assign empty map if its null
             if (reqHeaders  ==   null ){
                reqHeaders  =   new  HashMap < String, List < String >> ();
            }

        ......

         for  (Map.Entry < String, List < String >>  entry : reqHeaders.entrySet()) {
            httpConnection.addRequestProperty(entry.getKey(), entry.getValue().get( 0 ));
        }

    出现问题的reqHeaders是从request中获取到的，明显是这个方法之外还有其他线程在修改这个hashmap。
   
    简单修改一下代码：

    public  Packet process(Packet request) {
        HttpClientTransport con;
         try  {
             //  get transport headers from message
            Map < String, List < String >>  reqHeaders  =   new  HashMap < String, List < String >> ();
            Map < String, List < String >>  reqHeadersInRequest  =  (Map < String, List < String >> ) request.invocationProperties.get(MessageContext.HTTP_REQUEST_HEADERS);
             // assign empty map if its null
             if (reqHeadersInRequest  !=   null ){
                reqHeaders.putAll(reqHeadersInRequest);
            }

    不直接使用原有的hashmap实例了，既然其他线程会同时进行修改操作，那么这个实例就是很不安全的了。我们重新new了一个新的HashMap,然后将原有HashMap的数据用putAll方法设置进入。用编译后的class文件覆盖glassfish/lib/webservice-rt.jar中的同名文件，重新测试，跑了20分钟，上述的ConcurrentModificationException异常没有再出现。

    总结一下这个bug反映的问题，sun的开发人员在metro中是这样使用hashmap：
1. 将hashmap按照引用在各个实例间传递
2. 在不同地方有不同线程同时读写
3. 读写时不加锁，不做同步保护

    很无语，这种做法，不是自己找死吗？hashmap不是线程安全，使用hashmap时并按照引用传递时，要不保证只读，要不就保证同时只有一个线程进行读写，前两者都不能保证就必须自己加锁做同步保护。

    后来找到这个类的最新版本，发现在后面的版本中已经fix这个问题，有兴趣的话可以打开下面的URL看版本对比，sun官方的fix方式和我上面的完全一致，呵呵。

http: // fisheye5.cenqua.com/browse/jax-ws-sources/jaxws-ri/rt/src/com/sun/xml/ws/transport/http/client/HttpTransportPipe.java?r1=1.14&r2=1.15&u=3&k=kv

    还有一个关联的issue，https://jax-ws.dev.java.net/issues/show_bug.cgi?id=467，看了一下内容，和我们的场景完全不一样，看来修改这个地方纯属巧合。

    说点题外话，算是牢骚吧：

    有点怀疑metro是不是根本就没有做过性能测试，我们的测试场景，openESB下通过bepl调用4个我们称为common service的webservice，目前大概做到1200个tps，算下来common service的webservice的tps大概是1200*4 = 5K附近，上面的问题就非常明显，之前tps没有上去前没有这么严重。

    可以参考我之前的一个blog， http://www.blogjava.net/aoxj/archive/2010/04/29/319706.html，在解决这里提到的http long connection 和 TIME_AIT的问题之前，我们的tps比较低，cpu压不上去，当时好像这个问题不明显。后来搞定之后tps上来了才暴露出来。

    考虑上一个blog中 == 比较无效导致cache失效的bug，我对metro的代码质量真是很没有信心。按说这样的大型项目，release之前怎么也要做做压力测试，稳定性测试之类，很容易发现类似问题才是。我相信，不是每个用metro的地方，tps都只需要跑几十tps而已吧。我在我的普通开发机上做测试，大概只能跑到100个tps，没有发现出错。换到比较强劲的机器，tps上到1000后，上面的错误立即凸现。

评论

5 楼 seele 2010-05-06  

深奥得看不懂...

4 楼 caoxudong818 2010-05-06  

楼主好文章

3 楼 月落码农 2010-05-06  

ConcurrentModificationException 我们项目中也遇到过。解决的思想和楼主是一样的。

2 楼 skydream 2010-05-06  

prowl 写道

感觉这样从新putAll一个新对象会很耗费内存，如果在多线程，大数据量的情况下。concurrentHashMap吧，这可能又需要修改其他实现的代码了。。。

不过同步的这个包是后来发布的，可以理解。

3篇文章我都看了，很佩服楼主的钻研精神。刚才没赶上点精华，这里补一个吧。

谢谢，谢谢！

putAll只是将对象引用复制一份作为新的hashmap的key/value，仅仅增加了一个hashmap + 一堆key/value引用，内存应该不是问题，不过cpu消耗会多一点。

修改之后的代码，我们昨天晚上跑了6个小时，没有再出现上面的异常，问题应该是解决了。

1 楼 prowl 2010-05-06  

感觉这样从新putAll一个新对象会很耗费内存，如果在多线程，大数据量的情况下。concurrentHashMap吧，这可能又需要修改其他实现的代码了。。。

不过同步的这个包是后来发布的，可以理解。

3篇文章我都看了，很佩服楼主的钻研精神。刚才没赶上点精华，这里补一个吧。