JVM反射調用優化,導致發生大量異常時log4j2線程阻塞

在使用log4j2打日誌時,當發生大量異常時,造成大量線程block問題的問題。

大量線程block原因

發生異常,打印異常棧時,會調用org.apache.logging.log4j.core.impl.ThrowableProxy.toExtendedStackTrace方法。

ThrowableProxy.toExtendedStackTrace內部會進行loadClass操作。

並且可以看到ClassLoader的loadClass在加載類時

1)首先會持有鎖。

2)調用findLoadedClass看下是否類已經被加載過了

3)如果類沒被加載過,根據雙親委派模型去加載類。

可以看到當某個類被加載過了,調用findLoadedClass會直接返回,鎖也會被很快釋放掉,無需經過雙親委派等後面的一系列步驟。

但是,在進行反射調用時,JVM會進行優化,會動態生成名爲sun.reflect.GeneratedMethodAccessor的類,這個類無法通過ClassLoader.loadClass方法加載(爲什麼無法通過ClassLoader.loadClass加載?因爲JVM內部自定義一個加載器DelegatingClassLoader來加載這個類,這導致應用類加載器 Launcher$AppClassLoader找不到它)。

導致每次解析異常棧進行類加載時,鎖佔有的時間很長,最終導致阻塞。

關於JVM對反射調用的優化

Java中對反射的優化

使用反射調用某個類的方法,jvm內部有兩種方式

  1. JNI:使用native方法進行反射操作。
  2. pure-Java:生成bytecode進行反射操作,即生成類sun.reflect.GeneratedMethodAccessor,它是一個被反射調用方法的包裝類,代理不同的方法,類後綴序號會遞增。這種方式第一次調用速度較慢,較之第一種會慢3-4倍,但是多次調用後速度會提升20倍

對於使用JNI的方式,因爲每次都要調用native方法再返回,速度會比較慢。所以,當一個方法被反射調用的次數超過一定次數(默認15次)時,JVM內部會進行優化,使用第2種方法,來加快運行速度。

JVM有兩個參數來控制這種優化

-Dsun.reflect.inflationThreshold=<value>value默認爲15,即反射調用某個方法15次後,會由JNI的方式變爲pure-java的方式

-Dsun.reflect.noInflation=true

默認爲false。當設置爲true時,表示在第一次反射調用時,就轉爲pure-java的方式。

以一個例子驗證兩個參數

驗證-Dsun.reflect.inflationThreshold

當第三次使用反射調用時候,生成sun.reflect.GeneratedMethodAccessor*類,類加載器是JVM內部DelegatingClassLoader加載器。

驗證-Dsun.reflect.noInflation

第一次反射調用看到GeneratedMethodAccessor*的classLoader爲DelegatingClassLoader,其parent爲AppClassLoader。

如何關閉JVM對反射調用的優化?

想關閉JVM對反射優化怎麼辦?

JVM中只提供了兩個參數,因此,沒有辦法完全關閉反射優化。

一種能想到的接近於關閉反射優化的方法就是將inflationThreshold設爲的一個特別大的數。

inflationThreshold是java中的int型值,可以考慮把其設置爲Integer.MAX_VALUE。

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