UUID/签名/加解密工具并发场景下隐藏的性能瓶颈问题

Posted 2022-01-30 Megustas_JJC

在线上运行的服务，偶发观测到部分服务有Block Thread的现象，排查发现是生成UUID造成的，那么看一下为什么一个static会造成block。看下实现可以发现：

UUID.randomUUID底层共用同一个SecureRandom对象，ng.nextBytes(randomBytes)会调用其engineNextBytes方法，该方法签名存在对象同步锁sun.security.provider.SecureRandom#engineNextBytes ，在高并发的情况下会存在线程间的锁竞争，存在性能瓶颈。

因此推荐在高并发场景下使用签名或者加密工具类时，使用ThreadLocal缓存。MD5、AES工具类同样存在上述问题。类似的问题，日期格式化类SimpleDateFormat也存在。以UUID为例子，通过ThreadLocal进行优化：

public class UUIDUtil 
    private static final ThreadLocal<SecureRandom> RAND = ThreadLocal.withInitial(SecureRandom::new);

    public static UUID randomUUID() 
        SecureRandom ng = RAND.get();
        byte[] randomBytes = new byte[16];
        ng.nextBytes(randomBytes);
        // clear version
        randomBytes[6]  &= 0x0f;
        // set to version 4
        randomBytes[6]  |= 0x40;
        // clear variant
        randomBytes[8]  &= 0x3f;
        // set to IETF variant
        randomBytes[8]  |= 0x80;
        long msb = 0;
        long lsb = 0;
        for (int i=0; i<8; i++) 
            msb = (msb << 8) | (randomBytes[i] & 0xff);
        
        for (int i=8; i<16; i++) 
            lsb = (lsb << 8) | (randomBytes[i] & 0xff);
        
        return new UUID(msb, lsb);