Hession反序列化导致CPU占用飙高

Posted 2022-12-02 高爽 Coder

背景

今天发布一个线上服务，暂且称之为O，发布完后，依赖O服务的2个服务C和W大量Time报警，并且这两个服务的CPU占用都飙到了40%左右，平时只有10%的样子。

这时去看O服务的监控，Time并没有升高，QPS反倒降了一半。同时C和W服务器日志中出现了大量的WARNING，信息如下：

java.lang.ClassNotFoundException: com.我是不可描述的信息.PropertyAo
Dec 02, 2016 6:24:33 PM com.alibaba.com.caucho.hessian.io.SerializerFactory getDeserializer
WARNING: Hessian/Burlap: 'com.我是不可描述的信息.PropertyAo' is an unknown class in WebappClassLoader
  context:
  delegate: false
  repositories:
    /WEB-INF/classes/
----------> Parent Classloader:
org.apache.catalina.loader.StandardClassLoader@21bf4c80

短时间内找不到原因，且C服务是核心服务，找QA童鞋把O服务回滚，C和W报警恢复，CPU占用回到正常。

定位

可能见过这个WARNING的朋友已经知道了我这次发布干了啥，其实就是在API返回的模型中增加了两个自定义类型的属性，如下：

private List<PropertyAo> properties1;
private List<PropertyAo> properties2;

这两个属性W中会用到，之所以会有上面提到的WARNING，是由于我先发布了O服务，O服务中设置了这两个属性，而W服务还没有发布，这样Hession在反序列化的时候，检测到了PropertyAo不存在，所以给出了WARNING。但这与CPU飙高有关系吗？
与同事讨论了一番，他提到了Hession反序列化时会使用到反射，他之前遇到过CPU占用飙高的情况（是由于反射代码被大量调用），这点提醒了我，顺着com.alibaba.com.caucho.hessian.io.SerializerFactory getDeserializer这个方法看到了这样的实现：

try 
    Class cl = Class.forName(type, false, _loader);
    deserializer = getDeserializer(cl);
 catch (Exception e) 
    log.warning("Hessian/Burlap: '" + type + "' is an unknown class in " + _loader + ":\\n" + e);
    log.log(Level.FINER, e.toString(), e);

可以看到Hession是通过名字去拿到Class，这里使用了反射，当反射失败时就会打出上面的warning。这时聪明的你可能想到了，即使没有失败也是在使用反射啊，继续向下看代码：

if (deserializer != null) 
    if (_cachedTypeDeserializerMap == null)
        _cachedTypeDeserializerMap = new HashMap(8);

    synchronized (_cachedTypeDeserializerMap) 
        _cachedTypeDeserializerMap.put(type, deserializer);
    

反射成功就会将其cache起来，也就是说，如果反射成功，只会调用一次反射，反射失败，则每次都会执行反射。

验证

先将C升级到最新api，然后发布，再发布O服务，C表现正常，W的CPU又开始飙高，执行jstack看一下事故现场，可以看到一些线程正在执行反射，栈信息如下：

"New I/O worker #17" daemon prio=10 tid=0x00007fb1ed33b000 nid=0x63fe runnable [0x00007fb22fcfa000]
    java.lang.Thread.State: RUNNABLE
         at java.lang.Class.forName0(Native Method)
         at java.lang.Class.forName(Class.java:270)
         at com.alibaba.com.caucho.hessian.io.SerializerFactory.getDeserializer(SerializerFactory.java:500)

解决

• 当服务端模型升级时，尤其是新增自定义类型时，尽量让所有消费端升级，但当消费端过多时，这个方案成本太高，且不友好
• 改进SerializerFactory，把反射失败的情况也缓存，避免重复反射，已推动公司内部解决
• 给Dubbo提了issue，不过估计不会解决

结论

Hession默认的反序列化实现满足下面2点条件时，就会导致CPU占用飙高：

• 服务端新增了自定义类型
• 对该服务接口的调用QPS较高，我的应用中是100+

其本质原因还是由于反射，所以开发过程中慎用反射，反射得到的信息尽量Cache，避免频繁反射。

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