java并行流 阻塞主线程_记一次使用Java8并行流导致的服务瓶颈问题排查
一、业务背景#
二、服务架构#
服务使用线程池对请求进行业务处理,corePoolSize=32,maximumPoolSize=128。
三、问题描述#
服务部署到测试环境,将线上流量通过tcp-copy打到服务上后,测试反馈出现丢失消息的情况。查看服务日志,发现了
service overload discard msg
即业务线程处理缓慢造成消息堆积队列超限,后续消息被ExecutorService的Reject策略主动丢弃。
查询服务请求QPS为500/s,不算高。理论上业务处理流程没有很重很慢的操作,监控外部依赖接口的响应速度也在ms级别,所以很奇怪为什么服务的性能瓶颈这么低。
四、问题查解#
1、系统监控####
查询系统监控指标,包括CPU使用率(18%)、网卡流量、内存使用率和IO时间等,未发现异常。
查询jvm 内存使用及GC情况,未发现异常。
2、jvm 线程堆栈####
jstack pid >pid.txt打印服务进程线程栈信息:
线程堆栈信息
发现异常:
128个业务线程中有126个线程状态为java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor),只有2个线程状态为正常RUNNABLE。
WAITING状态线程数
RUNNABLE状态的两个业务线程
显然大量业务线程阻塞等待在异常位置:
等待处对应的代码位置
这段代码使用了java8提供的并行流parallelStream来将消息分发给下面的listeners集合进行处理。
在开发中,我们常常通过以下方法,实现并行流执行并行任务:
myList.parallelStream.map(obj -> longRunningOperation())
但是这存在一个严重的问题:在 JVM 的后台,使用通用的 fork/join 池来完成上述功能,该池是所有并行流共享的。默认情况,fork/join 池会为每个处理器分配一个线程。假设你有一台16核的机器,这样你就只能创建16个线程。对 CPU 密集型的任务来说,这样是有意义的,因为你的机器确实只能执行16个线程。但是真实情况下,不是所有的任务都是 CPU 密集型的,这就会导致线程因IO等待浪费CPU资源,降低系统处理性能。
而测试机的CPU核数确实是2核,这就解释了上面128个业务线程中只有2个线程处于RUNNABLE状态,而其他126个业务线程都在等待的原因。->因为业务线程内部使用了parallelStream处理业务数据,所以所有业务线程内部都需要使用jvm for/join线程进行业务处理,因为只有jvm fork/join线程,所以同时只能处理两个业务线程的执行逻辑,其他业务线程排队等待执行。
五、解决方法#
1、代码修改####
将并行流parallelStream()改为stream()。
修改后的代码
2、回归验证####
重新部署测试服务器后,发现已无消息丢失报错。
观察机器负载,CPU使用率上升到40%,说明CPU资源得到了更充分的利用。
jvm YongGC频率加快到10s一次,每次GC时间为10ms,可以接受。
jstack pid > pid.txt观察现在的线程栈:
RUNNABLE状态的业务线程数
剩余WAITING状态线程
1)同时有16个业务线程处于执行状态,系统并发性大幅提升;
2)剩余处于TIMED_WAITING状态的业务线程数也降为44个,栈信息显示其在等待从线程池任务队列中取出下一个任务执行,线程池任务队列无堆积。
至此,问题处理完毕。请大家注意Java8中并行流parallelStream的使用避免才坑。
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