关于缓存:使用-Arthas-排查-SpringBoot-诡异耗时的-Bug

简介： 公司有个渠道零碎，专门对接三方渠道应用，没有什么业务逻辑，次要是转换报文和参数校验之类的工作，起着一个承前启后的作用。最近，在优化接口的响应工夫，优化了代码之后，然而工夫还是达不到要求；有一个诡异的 100ms 左右的耗时问题，在接口中打印了申请解决工夫后，和调用方的响应工夫还有差了 100ms 左右。比方程序里记录 150ms，然而调用方等待时间却为 250ms 左右。本文记录了过后具体的定位 & 解决流程（其实解决很简略，关键在于怎么定位并找到解决问题的办法）。

作者 | 空无
起源 | 阿里巴巴云原生公众号

公司有个渠道零碎，专门对接三方渠道应用，没有什么业务逻辑，次要是转换报文和参数校验之类的工作，起着一个承前启后的作用。

最近在优化接口的响应工夫，优化了代码之后，然而工夫还是达不到要求；有一个诡异的 100ms 左右的耗时问题，在接口中打印了申请解决工夫后，和调用方的响应工夫还有差了 100ms 左右。比方程序里记录 150ms，然而调用方等待时间却为 250ms 左右。

上面记录下过后具体的定位 & 解决流程（其实解决很简略，关键在于怎么定位并找到解决问题的办法）。

渠道零碎是一个常见的 Spring-boot web 工程，应用了集成的 tomcat。剖析了代码之后，发现并没有非凡的中央，没有非凡的过滤器或者拦截器，所以初步排除是业务代码问题。

呈现这个问题之后，首先确认了下接口的调用流程。因为是内部测试，所以调用流程较少。

Nginx - 反向代理 -> 渠道零碎

公司是云服务器，网络走的也是云的内网。因为不明确问题的起因，所以用排除法，首先确认服务器网络是否有问题。

先确认发送端到 Nginx Host 是否有问题：

[jboss@VM_0_139_centos ~]$ ping 10.0.0.139
PING 10.0.0.139 (10.0.0.139) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.029 ms
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.041 ms
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.040 ms
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.040 ms

从 ping 后果上看，发送端到 Nginx 主机的提早是无问题的，接下来查看 Nginx 到渠道零碎的网络。

# 因为日志是没问题的，这里间接复制下面日志了
[jboss@VM_0_139_centos ~]$ ping 10.0.0.139
PING 10.0.0.139 (10.0.0.139) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.029 ms
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.041 ms
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.040 ms
64 bytes from 10.0.0.139: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.040 ms

从 ping 后果上看，Nginx 到渠道零碎服务器网络提早也是没问题的。

既然网络看似没问题，那么能够持续排除法，砍掉 Nginx，客户端间接再渠道零碎的服务器上，通过回环地址（localhost）直连，防止通过网卡 /dns，放大问题范畴看看是否复现（这个利用和地址是我前期模仿的，测试的是一个空接口）：

[jboss@VM_10_91_centos tmp]$ curl -w "@curl-time.txt" http://127.0.0.1:7744/send
success
              http: 200
               dns: 0.001s
          redirect: 0.000s
      time_connect: 0.001s
   time_appconnect: 0.000s
  time_pretransfer: 0.001s
time_starttransfer: 0.073s
     size_download: 7bytes
    speed_download: 95.000B/s
                  ----------
        time_total: 0.073s 申请总耗时

从 curl 日志上看，通过回环地址调用一个空接口耗时也有 73ms。这就奇怪了，跳过了两头所有调用节点（包含过滤器 & 拦截器之类），间接申请利用一个空接口，都有 73ms 的耗时，再申请一次看看：

[jboss@VM_10_91_centos tmp]$ curl -w "@curl-time.txt" http://127.0.0.1:7744/send
success
              http: 200
               dns: 0.001s
          redirect: 0.000s
      time_connect: 0.001s
   time_appconnect: 0.000s
  time_pretransfer: 0.001s
time_starttransfer: 0.003s
     size_download: 7bytes
    speed_download: 2611.000B/s
                  ----------
        time_total: 0.003s

更奇怪的是，第二次申请耗时就失常了，变成了 3ms。经查阅材料，linux curl 是默认开启 http keep-alive 的（Keep-Alive 的介绍能够参考我的另一篇文章）。就算不开启 keep-alive，每次从新 handshake，也不至于须要 70ms。

通过一直分析测试发现，间断申请的话工夫就会很短，每次申请只须要几毫秒，然而如果隔一段时间再申请，就会破费 70ms 以上。

从这个景象猜测，可能是某些缓存机制导致的，间断申请因为有缓存，所以速度快，工夫长缓存生效后导致工夫长。

那么这个问题点到底在哪一层呢？tomcat 层还是 spring-webmvc 呢？

光猜测定位不了问题，还是得理论测试一下，把渠道零碎的代码放到本地 IDE 里启动测试是否复现。

然而导入本地 IDE 后，在 IDE 中启动后并不能复现问题，并没有 70+ms 的提早问题。这下头疼了，本地无奈复现，不能 Debug，因为问题点不在业务代码，也不能通过加日志的形式来 Debug。

这时候能够祭出神器 Arthas 了 。

Arthas 是 Alibaba 开源的 Java 诊断工具，深受开发者青睐。当你遇到以下相似问题而大刀阔斧时，Arthas 能够帮忙你解决：

这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相干的 Exception？
我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
遇到问题无奈在线上 debug，难道只能通过加日志再从新公布吗？
线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上同样无奈 debug，线下无奈重现！
是否有一个全局视角来查看零碎的运行状况？
有什么方法能够监控到 JVM 的实时运行状态？
······

下面是 Arthas 的官网简介，这次我只须要用他的一个小性能 trace。动静计算方法调用门路和工夫，这样就能够定位工夫在哪个中央被耗费了。

trace 办法外部调用门路，并输入办法门路上的每个节点上耗时。

trace 命令能被动搜寻 class-pattern/method-pattern。

对应的办法调用门路，渲染和统计整个调用链路上的所有性能开销和追踪调用链路。

有了神器，那么该追踪什么办法呢？因为我对 Tomcat 源码不是很熟，所以只能从 spring mvc 下手，先来 trace 一下 spring mvc 的入口：

[arthas@24851]$ trace org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet *
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:44) cost in 508 ms.
`---ts=2019-09-14 21:07:44;thread_name=http-nio-7744-exec-2;id=11;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917
    `---[2.952142ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:buildLocaleContext()
`---ts=2019-09-14 21:07:44;thread_name=http-nio-7744-exec-2;id=11;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917
    `---[18.08903ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:doService()
        +---[0.041346ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled() #889
        +---[0.022398ms] org.springframework.web.util.WebUtils:isIncludeRequest() #898
        +---[0.014904ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getWebApplicationContext() #910
        +---[1.071879ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #910
        +---[0.020977ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #911
        +---[0.017073ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #912
        +---[0.218277ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getThemeSource() #913
        |   `---[0.137568ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getThemeSource()
        |       `---[min=0.00783ms,max=0.014251ms,total=0.022081ms,count=2] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getWebApplicationContext() #782
        +---[0.019363ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #913
        +---[0.070694ms] org.springframework.web.servlet.FlashMapManager:retrieveAndUpdate() #916
        +---[0.01839ms] org.springframework.web.servlet.FlashMap:<init>() #920
        +---[0.016943ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #920
        +---[0.015268ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:setAttribute() #921
        +---[15.050124ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:doDispatch() #925
        |   `---[14.943477ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:doDispatch()
        |       +---[0.019135ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncUtils:getAsyncManager() #953
        |       +---[2.108373ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:checkMultipart() #960
        |       |   `---[2.004436ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:checkMultipart()
        |       |       `---[1.890845ms] org.springframework.web.multipart.MultipartResolver:isMultipart() #1117
        |       +---[2.054361ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandler() #964
        |       |   `---[1.961963ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandler()
        |       |       +---[0.02051ms] java.util.List:iterator() #1183
        |       |       +---[min=0.003805ms,max=0.009641ms,total=0.013446ms,count=2] java.util.Iterator:hasNext() #1183
        |       |       +---[min=0.003181ms,max=0.009751ms,total=0.012932ms,count=2] java.util.Iterator:next() #1183
        |       |       +---[min=0.005841ms,max=0.015308ms,total=0.021149ms,count=2] org.apache.commons.logging.Log:isTraceEnabled() #1184
        |       |       `---[min=0.474739ms,max=1.19145ms,total=1.666189ms,count=2] org.springframework.web.servlet.HandlerMapping:getHandler() #1188
        |       +---[0.013071ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:getHandler() #971
        |       +---[0.372236ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandlerAdapter() #971
        |       |   `---[0.280073ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:getHandlerAdapter()
        |       |       +---[0.004804ms] java.util.List:iterator() #1224
        |       |       +---[0.003668ms] java.util.Iterator:hasNext() #1224
        |       |       +---[0.003038ms] java.util.Iterator:next() #1224
        |       |       +---[0.006451ms] org.apache.commons.logging.Log:isTraceEnabled() #1225
        |       |       `---[0.012683ms] org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter:supports() #1228
        |       +---[0.012848ms] javax.servlet.http.HttpServletRequest:getMethod() #974
        |       +---[0.013132ms] java.lang.String:equals() #975
        |       +---[0.003025ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:getHandler() #977
        |       +---[0.008095ms] org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter:getLastModified() #977
        |       +---[0.006596ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled() #978
        |       +---[0.018024ms] org.springframework.web.context.request.ServletWebRequest:<init>() #981
        |       +---[0.017869ms] org.springframework.web.context.request.ServletWebRequest:checkNotModified() #981
        |       +---[0.038542ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:applyPreHandle() #986
        |       +---[0.00431ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:getHandler() #991
        |       +---[4.248493ms] org.springframework.web.servlet.HandlerAdapter:handle() #991
        |       +---[0.014805ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #993
        |       +---[1.444994ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:applyDefaultViewName() #997
        |       |   `---[0.067631ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:applyDefaultViewName()
        |       +---[0.012027ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:applyPostHandle() #998
        |       +---[0.373997ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:processDispatchResult() #1008
        |       |   `---[0.197004ms] org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet:processDispatchResult()
        |       |       +---[0.007074ms] org.apache.commons.logging.Log:isDebugEnabled() #1075
        |       |       +---[0.005467ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncUtils:getAsyncManager() #1081
        |       |       +---[0.004054ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #1081
        |       |       `---[0.011988ms] org.springframework.web.servlet.HandlerExecutionChain:triggerAfterCompletion() #1087
        |       `---[0.004015ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #1018
        +---[0.005055ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncUtils:getAsyncManager() #928
        `---[0.003422ms] org.springframework.web.context.request.async.WebAsyncManager:isConcurrentHandlingStarted() #928

[jboss@VM_10_91_centos tmp]$ curl -w "@curl-time.txt" http://127.0.0.1:7744/send
success
              http: 200
               dns: 0.001s
          redirect: 0.000s
      time_connect: 0.001s
   time_appconnect: 0.000s
  time_pretransfer: 0.001s
time_starttransfer: 0.115s
     size_download: 7bytes
    speed_download: 60.000B/s
                  ----------
        time_total: 0.115s

本次调用，调用端工夫破费 115 ms，然而从 arthas trace 上看，spring mvc 只耗费了 18ms，那么剩下的 97ms 去哪了呢？

本地测试后曾经能够排除 spring mvc 的问题了，最初也是惟一可能出问题的点就是 tomcat。

可是自己并不相熟 tomcat 中的源码，就连申请入口都不分明，tomcat 里须要 trace 的类都不好找。。。

不过没关系，有神器 Arthas，能够通过 stack 命令来反向查找调用门路，以 org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet 作为参数：

stack 输入以后办法被调用的调用门路。

很多时候咱们都晓得一个办法被执行，但这个办法被执行的门路十分多，或者你基本就不晓得这个办法是从那里被执行了，此时你须要的是 stack 命令。

[arthas@24851]$ stack org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet *
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:44) cost in 495 ms.
ts=2019-09-14 21:15:19;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917
    @org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest()
        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:866)
        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:635)
        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:851)
        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:742)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:231)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:52)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal(RequestContextFilter.java:99)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.HttpPutFormContentFilter.doFilterInternal(HttpPutFormContentFilter.java:109)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.HiddenHttpMethodFilter.doFilterInternal(HiddenHttpMethodFilter.java:81)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal(CharacterEncodingFilter.java:200)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:198)
        at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:96)
        at org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:496)
        at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:140)
        at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:81)
        at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:87)
        at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:342)
        at org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service(Http11Processor.java:803)
        at org.apache.coyote.AbstractProcessorLight.process(AbstractProcessorLight.java:66)
        at org.apache.coyote.AbstractProtocol$ConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:790)
        at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint$SocketProcessor.doRun(NioEndpoint.java:1468)
        at org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run(SocketProcessorBase.java:49)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
ts=2019-09-14 21:15:19;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedWebappClassLoader@7c136917
    @org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doService()
        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest(FrameworkServlet.java:974)
        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet(FrameworkServlet.java:866)
        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:635)
        at org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service(FrameworkServlet.java:851)
        at javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:742)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:231)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:52)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal(RequestContextFilter.java:99)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.HttpPutFormContentFilter.doFilterInternal(HttpPutFormContentFilter.java:109)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.HiddenHttpMethodFilter.doFilterInternal(HiddenHttpMethodFilter.java:81)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal(CharacterEncodingFilter.java:200)
        at org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter(OncePerRequestFilter.java:107)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter(ApplicationFilterChain.java:193)
        at org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter(ApplicationFilterChain.java:166)
        at org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke(StandardWrapperValve.java:198)
        at org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke(StandardContextValve.java:96)
        at org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke(AuthenticatorBase.java:496)
        at org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke(StandardHostValve.java:140)
        at org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve.invoke(ErrorReportValve.java:81)
        at org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke(StandardEngineValve.java:87)
        at org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service(CoyoteAdapter.java:342)
        at org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service(Http11Processor.java:803)
        at org.apache.coyote.AbstractProcessorLight.process(AbstractProcessorLight.java:66)
        at org.apache.coyote.AbstractProtocol$ConnectionHandler.process(AbstractProtocol.java:790)
        at org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint$SocketProcessor.doRun(NioEndpoint.java:1468)
        at org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run(SocketProcessorBase.java:49)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

从 stack 日志上能够很直观的看出 DispatchServlet 的调用栈，那么这么长的门路，该 trace 哪个类呢（这里跳过 spring mvc 中的过滤器的 trace 过程，理论排查的时候也 trace 了一遍，但这诡异的工夫耗费不是由这里过滤器产生的）？有肯定教训的老司机从名字上大略也能猜出来从哪里下手比拟好，那就是 org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service，从名字上看，http1.1 处理器，这可能是一个比拟好的切入点。上面来 trace 一下：

[arthas@24851]$ trace org.apache.coyote.http11.Http11Processor service
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 269 ms.
`---ts=2019-09-14 21:22:51;thread_name=http-nio-7744-exec-8;id=17;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
    `---[131.650285ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:service()
        +---[0.036851ms] org.apache.coyote.Request:getRequestProcessor() #667
        +---[0.009986ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #668
        +---[0.008928ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:setSocketWrapper() #671
        +---[0.013236ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:init() #672
        +---[0.00981ms] org.apache.coyote.http11.Http11OutputBuffer:init() #673
        +---[min=0.00213ms,max=0.007317ms,total=0.009447ms,count=2] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #683
        +---[min=0.002098ms,max=0.008888ms,total=0.010986ms,count=2] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #683
        +---[min=0.002448ms,max=0.007149ms,total=0.009597ms,count=2] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #683
        +---[min=0.002399ms,max=0.00852ms,total=0.010919ms,count=2] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:isPaused() #683
        +---[min=0.033587ms,max=0.11832ms,total=0.151907ms,count=2] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:parseRequestLine() #687
        +---[0.005384ms] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:isPaused() #695
        +---[0.007924ms] org.apache.coyote.Request:getMimeHeaders() #702
        +---[0.006744ms] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:getMaxHeaderCount() #702
        +---[0.012574ms] org.apache.tomcat.util.http.MimeHeaders:setLimit() #702
        +---[0.14319ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:parseHeaders() #703
        +---[0.003997ms] org.apache.coyote.Request:getMimeHeaders() #743
        +---[0.026561ms] org.apache.tomcat.util.http.MimeHeaders:values() #743
        +---[min=0.002869ms,max=0.01203ms,total=0.014899ms,count=2] java.util.Enumeration:hasMoreElements() #745
        +---[0.070114ms] java.util.Enumeration:nextElement() #746
        +---[0.010921ms] java.lang.String:toLowerCase() #746
        +---[0.008453ms] java.lang.String:contains() #746
        +---[0.002698ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #775
        +---[0.00307ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #775
        +---[0.002708ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #777
        +---[0.171139ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:prepareRequest() #779
        +---[0.009349ms] org.apache.tomcat.util.net.SocketWrapperBase:decrementKeepAlive() #794
        +---[0.002574ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #800
        +---[0.002696ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #800
        +---[0.002499ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #802
        +---[0.005641ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getAdapter() #803
        +---[129.868916ms] org.apache.coyote.Adapter:service() #803
        +---[0.003859ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #809
        +---[0.002365ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #809
        +---[0.003844ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #809
        +---[0.002382ms] org.apache.coyote.Response:getStatus() #809
        +---[0.002476ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:statusDropsConnection() #809
        +---[0.002284ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #838
        +---[0.00222ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #839
        +---[0.037873ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:endRequest() #843
        +---[0.002188ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #845
        +---[0.002112ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #849
        +---[0.002063ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #849
        +---[0.002504ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #853
        +---[0.009808ms] org.apache.coyote.Request:updateCounters() #854
        +---[0.002008ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #855
        +---[0.002192ms] org.apache.coyote.ErrorState:isIoAllowed() #855
        +---[0.01968ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:nextRequest() #856
        +---[0.010065ms] org.apache.coyote.http11.Http11OutputBuffer:nextRequest() #857
        +---[0.002576ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #870
        +---[0.016599ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:processSendfile() #872
        +---[0.008182ms] org.apache.coyote.http11.Http11InputBuffer:getParsingRequestLinePhase() #688
        +---[0.0075ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:handleIncompleteRequestLineRead() #690
        +---[0.001979ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setStage() #875
        +---[0.001981ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:getErrorState() #877
        +---[0.001934ms] org.apache.coyote.ErrorState:isError() #877
        +---[0.001995ms] org.apache.tomcat.util.net.AbstractEndpoint:isPaused() #877
        +---[0.002403ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isAsync() #879
        `---[0.006176ms] org.apache.coyote.http11.Http11Processor:isUpgrade() #881

日志里有一个 129ms 的耗时点（工夫比没开 arthas 的时候更长是因为 arthas 自身带来的性能耗费，所以生产环境小心应用），这个就是要找的问题点。

打问题点找到了，那怎么定位是什么导致的问题呢，又如何解决呢？

持续 trace 吧，细化到具体的代码块或者内容。trace 因为性能思考，不会展现所有的调用门路，如果调用门路过深，只有手动深刻 trace，准则就是 trace 耗时长的那个办法：

[arthas@24851]$ trace org.apache.coyote.Adapter service
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 608 ms.
`---ts=2019-09-14 21:34:33;thread_name=http-nio-7744-exec-1;id=10;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
    `---[81.70999ms] org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter:service()
        +---[0.032546ms] org.apache.coyote.Request:getNote() #302
        +---[0.007148ms] org.apache.coyote.Response:getNote() #303
        +---[0.007475ms] org.apache.catalina.connector.Connector:getXpoweredBy() #324
        +---[0.00447ms] org.apache.coyote.Request:getRequestProcessor() #331
        +---[0.007902ms] java.lang.ThreadLocal:get() #331
        +---[0.006522ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setWorkerThreadName() #331
        +---[73.793798ms] org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter:postParseRequest() #336
        +---[0.001536ms] org.apache.catalina.connector.Connector:getService() #339
        +---[0.004469ms] org.apache.catalina.Service:getContainer() #339
        +---[0.007074ms] org.apache.catalina.Engine:getPipeline() #339
        +---[0.004334ms] org.apache.catalina.Pipeline:isAsyncSupported() #339
        +---[0.002466ms] org.apache.catalina.connector.Request:setAsyncSupported() #339
        +---[6.01E-4ms] org.apache.catalina.connector.Connector:getService() #342
        +---[0.001859ms] org.apache.catalina.Service:getContainer() #342
        +---[9.65E-4ms] org.apache.catalina.Engine:getPipeline() #342
        +---[0.005231ms] org.apache.catalina.Pipeline:getFirst() #342
        +---[7.239154ms] org.apache.catalina.Valve:invoke() #342
        +---[0.006904ms] org.apache.catalina.connector.Request:isAsync() #345
        +---[0.00509ms] org.apache.catalina.connector.Request:finishRequest() #372
        +---[0.051461ms] org.apache.catalina.connector.Response:finishResponse() #373
        +---[0.007244ms] java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean:<init>() #379
        +---[0.007314ms] org.apache.coyote.Response:action() #380
        +---[0.004518ms] org.apache.catalina.connector.Request:isAsyncCompleting() #382
        +---[0.001072ms] org.apache.catalina.connector.Request:getContext() #394
        +---[0.007166ms] java.lang.System:currentTimeMillis() #401
        +---[0.004367ms] org.apache.coyote.Request:getStartTime() #401
        +---[0.011483ms] org.apache.catalina.Context:logAccess() #401
        +---[0.0014ms] org.apache.coyote.Request:getRequestProcessor() #406
        +---[min=8.0E-4ms,max=9.22E-4ms,total=0.001722ms,count=2] java.lang.Integer:<init>() #406
        +---[0.001082ms] java.lang.reflect.Method:invoke() #406
        +---[0.001851ms] org.apache.coyote.RequestInfo:setWorkerThreadName() #406
        +---[0.035805ms] org.apache.catalina.connector.Request:recycle() #410
        `---[0.007849ms] org.apache.catalina.connector.Response:recycle() #411

一段无聊的手动深刻 trace 之后………………

[arthas@24851]$ trace org.apache.catalina.webresources.AbstractArchiveResourceSet getArchiveEntries
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:4 , method-cnt:2) cost in 150 ms.
`---ts=2019-09-14 21:36:26;thread_name=http-nio-7744-exec-3;id=12;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
    `---[75.743681ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:getArchiveEntries()
        +---[0.025731ms] java.util.HashMap:<init>() #106
        +---[0.097729ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:openJarFile() #109
        +---[0.091037ms] java.util.jar.JarFile:getJarEntry() #110
        +---[0.096325ms] java.util.jar.JarFile:getInputStream() #111
        +---[0.451916ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:<init>() #113
        +---[min=0.001175ms,max=0.001176ms,total=0.002351ms,count=2] java.lang.Integer:<init>() #114
        +---[0.00104ms] java.lang.reflect.Method:invoke() #114
        +---[0.045105ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getNextJarEntry() #114
        +---[min=5.02E-4ms,max=0.008531ms,total=0.028864ms,count=31] java.util.jar.JarEntry:getName() #116
        +---[min=5.39E-4ms,max=0.022805ms,total=0.054647ms,count=31] java.util.HashMap:put() #116
        +---[min=0.004452ms,max=34.479307ms,total=74.206249ms,count=31] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getNextJarEntry() #117
        +---[0.018358ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getManifest() #119
        +---[0.006429ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:setManifest() #120
        +---[0.010904ms] org.apache.tomcat.util.compat.JreCompat:isJre9Available() #121
        +---[0.003307ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getMetaInfEntry() #133
        +---[5.5E-4ms] java.util.jar.JarEntry:getName() #135
        +---[6.42E-4ms] java.util.HashMap:put() #135
        +---[0.001981ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getManifestEntry() #137
        +---[0.064484ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:close() #141
        +---[0.007961ms] org.apache.catalina.webresources.JarWarResourceSet:closeJarFile() #151
        `---[0.004643ms] java.io.InputStream:close() #155

发现了一个值得暂停思考的点：

+---[min=0.004452ms,max=34.479307ms,total=74.206249ms,count=31] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:getNextJarEntry() #117

这行代码加载了 31 次，一共耗时 74ms；从名字上看，应该是 tomcat 加载 jar 包时的耗时，那么是加载了 31 个 jar 包的耗时，还是加载了 jar 包内的某些资源 31 次耗时呢？

TomcatJarInputStream 这个类源码的正文写到：

The purpose of this sub-class is to obtain references to the JarEntry objectsfor META-INF/ and META-INF/MANIFEST.MF that are otherwise swallowed by theJarInputStream implementation.

大略意思也就是，获取 jar 包内 META-INF/，META-INF/MANIFEST 的资源，这是一个子类，更多的性能在父类 JarInputStream 里。

其实看到这里大略也能猜到问题了，tomcat 加载 jar 包内 META-INF/，META-INF/MANIFEST 的资源导致的耗时，至于为什么间断申请不会耗时，应该是 tomcat 的缓存机制（上面介绍源码剖析）。

不焦急定位问题，试着通过 Arthas 最终定位问题细节，持续手动深刻 trace。

[arthas@24851]$ trace org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream *
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:4) cost in 44 ms.
`---ts=2019-09-14 21:37:47;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
    `---[0.234952ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:createZipEntry()
        +---[0.039455ms] java.util.jar.JarInputStream:createZipEntry() #43
        `---[0.007827ms] java.lang.String:equals() #44
`---ts=2019-09-14 21:37:47;thread_name=http-nio-7744-exec-5;id=14;is_daemon=true;priority=5;TCCL=org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@20ad9418
    `---[0.050222ms] org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream:createZipEntry()
        +---[0.001889ms] java.util.jar.JarInputStream:createZipEntry() #43
        `---[0.001643ms] java.lang.String:equals() #46
#这里一共 31 个 trace 日志，删减了剩下的

从办法名上看，还是加载资源之类的意思。都曾经到 jdk 源码了，这时候来看一下 TomcatJarInputStream 这个类的源码：

/**
 * Creates a new <code>JarEntry</code> (<code>ZipEntry</code>) for the
 * specified JAR file entry name. The manifest attributes of
 * the specified JAR file entry name will be copied to the new
 * <CODE>JarEntry</CODE>.
 *
 * @param name the name of the JAR/ZIP file entry
 * @return the <code>JarEntry</code> object just created
 */
protected ZipEntry createZipEntry(String name) {JarEntry e = new JarEntry(name);
    if (man != null) {e.attr = man.getAttributes(name);
    }
    return e;
}

这个 createZipEntry 有个 name 参数，从正文上看，是 jar/zip 文件名，如果能失去文件名这种要害信息，就能够间接定位问题了；还是通过 Arthas，应用 watch 命令，动静监测办法调用数据。

watch 办法执行数据观测

让你能不便的察看到指定办法的调用状况。能察看到的范畴为：返回值、抛出异样、入参，通过编写 OGNL 表达式进行对应变量的查看。

watch 该办法的入参：

[arthas@24851]$ watch  org.apache.catalina.webresources.TomcatJarInputStream createZipEntry "{params[0]}"
Press Q or Ctrl+C to abort.
Affect(class-cnt:1 , method-cnt:1) cost in 27 ms.
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.14547ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.048028ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/MANIFEST.MF],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.046071ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033855ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/swagger-ui.html],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.039138ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033701ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033644ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/favicon-16x16.png],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.033976ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/springfox.css],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.032818ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/swagger-ui-standalone-preset.js.map],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.04651ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/swagger-ui.css],
]
ts=2019-09-14 21:51:14; [cost=0.034793ms] result=@ArrayList[@String[META-INF/resources/webjars/springfox-swagger-ui/swagger-ui.js.map],

这下间接看到了具体加载的资源名，这么相熟的名字：swagger-ui，一个国外的 rest 接口文档工具，又有国内开发者基于 swagger-ui 做了一套 spring mvc 的集成工具，通过注解就能够主动生成 swagger-ui 须要的接口定义 json 文件，用起来还比拟不便，就是侵入性较强。

删除 swagger 的 jar 包后问题，诡异的 70+ms 就隐没了。

<!--pom 里删除这两个援用，这两个包时国内开发者封装的，swagger-ui 并没有提供 java spring-mvc 的反对包，swagger 只是一个浏览器端的 ui+editor
<dependency>
    <groupId>io.springfox</groupId>
    <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
    <version>2.9.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.springfox</groupId>
    <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
    <version>2.9.2</version>
</dependency>

那么为什么 swagger 会导致申请耗时呢，为什么每次申请偶读会加载 swagger 外部的动态资源呢？

其实这是 tomcat-embed 的一个 bug 吧，上面具体介绍一下该 Bug。

源码剖析过程切实太漫长，而且也不是本文的重点，所以就不介绍了，上面间接介绍下剖析后果。

顺便贴一张 tomcat 解决申请的外围类图：

关键在于 org.apache.catalina.mapper.Mapper#internalMapWrapper 这个办法，该版本下解决申请的形式有问题，导致每次都校验动态资源。

因为 Tomcat 对于这种动态资源的解析是有缓存的，优先从缓存查找，缓存过期后再从新解析。具体参考 org.apache.catalina.webresources.Cache，默认过期工夫 ttl 是 5000ms。

其实确切的说，是通过 spring-boot 打包插件后不能复现。因为启动形式的不同，tomcat 应用了不同的类去解决动态资源，所以没问题。

以后呈现 Bug 的版本为：spring-boot:2.0.2.RELEASE，内置的 tomcat embed 版本为 8.5.31。降级 tomcat embed 版本至 8.5.40+ 即可解决此问题，新版本曾经修复了。

如果我的项目是 maven 是继承的 springboot，即 parent 配置为 springboot 的，或者 dependencyManagement 中 import spring boot 包的。

<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.2.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

pom 中间接笼罩 properties 即可：

<properties>
    <tomcat.version>8.5.40</tomcat.version>
</properties>

springboot 2.1.0.RELEASE 中的 tomcat embed 版本曾经大于 8.5.31 了，所以间接将 springboot 降级至该版本及以上版本就能够解决此问题。

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关于缓存:使用-Arthas-排查-SpringBoot-诡异耗时的-Bug

背景

定位过程

1. 剖析代码

2. 剖析调用流程

3. Arthas 剖析问题

Tomcat embed Bug 剖析 & 解决

1. 为什么每次申请会加载 Jar 包内的动态资源？

2. 为什么间断申请不会呈现问题？

3. 为什么本地不会复现？

4. 如何解决？

1）降级 tomcat-embed 版本即可

2）通过替换 springboot pom properties 形式

3）降级 spring boot 版本

作者简介