做了一个数据交换的程序，程序中使用JAXB来进行xml文档的解析，上级要求程序可以配置解析的线程数量，以在高峰值的时候提高解析速度——此为背景说明。
某天，测试跑来和我说，你这程序的处理效率太低了，单线程1分钟才处理了120条数据，增加了10条线程，也就是130条，处理能力没有明显的提升，这样不行啊。
处理速度慢
我就很奇怪了，第一个反应是是不是代码敲错了多线程没有启动，还是单线程在跑。又或者有哪个方法是同步的造成了线程的等待。
对于第一种猜测，我在运行时增加了日志，在一些节点上增加了Thread.sleep()，通过日志判断确实是有多个线程在运行解析任务，排除这个原因。
对于第二种猜测，在log的基础上查看各个方法的用时。发现了一个很奇怪的现象。用JAXB把string类型的xml文档转成对应的pojo，这个方法在只有1个线程的情况下只要30毫秒，而10个线程的情况下居然要3秒多才能运行完。也就是说这个方法的耗时是不是一个常数值，他会随着线程数线性增长！
Package xmlPackage = jaxbUtil.convertXmlStrToJavaBean(messageContent, path, Package.class);
解决思路
找到原因了，那么问题就解决了一半，先看一下这个方法的内部实现
public static <T> T convertXmlStrToJavaBean(String xmlStr, String xmlExpress, Class<T> clazz)
throws XPathExpressionException,ParserConfigurationException, SAXException,IOException,JAXBException {
DocumentBuilder builder = DocumentBuilderFactory.newInstance().newDocumentBuilder();
Document document = builder.parse(new ByteArrayInputStream(xmlStr.getBytes()));
XPath xpath = XPathFactory.newInstance().newXPath();
Node widgetNode = (Node) xpath.evaluate(xmlExpress, document, XPathConstants.NODE);
JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(clazz);
Binder<Node> binder = context.createBinder();
return (T)binder.unmarshal(widgetNode);
}
分析一下这个方法，每次调用的时候DocumentBuilder 、XPath 、JAXBContext 、Binder。4个东西都是需要重新创建的，而我的clazz对象是固定的Package.class所以应该也能抽取出来。所以我的第一版改进就是把这4个对象定义成了类的私有成员变量，方法改为非静态了，然后新建了一个jaxbUtil类的bean，把他注入了spring中。
其实， JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(clazz); 只有这句语句运行时间会增长，其他语句的初始化时间基本可以忽略。具体为什么实例化的时间会随着线程数的增加而增加，我也没弄明白。
多线程
再次测试，速度已经起飞了10个线程500条数据2秒不到就处理完了。愉快的提交了测试~
过了一会测试再次反馈，速度是达标了，但是出现了无法解析的错误，需要赶紧处理。我拉下数据一看，各种问题有空指针，非法参数，考虑到我刚刚的修改，只了初始化了一个对象却有多个线程需要用，会不会线程不安全呢。于是我调了一个异常
org.xml.sax.SAXException: FWK005 parse may not be called while parsing.
at com.sun.org.apache.xerces.internal.parsers.DOMParser.parse(DOMParser.java:263)
at com.sun.org.apache.xerces.internal.jaxp.DocumentBuilderImpl.parse(DocumentBuilderImpl.java:28)
at javax.xml.parsers.DocumentBuilder.parse(DocumentBuilder.java:208)
从程序逻辑来看，如果当前DocumentBuilder对象正在转换文档，此时再次请求转换文档，那么直接抛出XNIException(“FWK005 parse may not be called while parsing.”);异常。
这个问题也比较好解决，一种是对转换xml文档的方法，增加synchronized关键字，这样子不会有两个线程同时访问方法。
还有一种方法是创建一个DocumentBuilder类型的ThreadLocal变量，这样子每个线程都拥有自己的
DocumentBuilder对象，能够同时转换多个xml文件。代码如下：
private static ThreadLocal docBuildeIns = new ThreadLocal() {
protected DocumentBuilder initialValue() {
try {
return DocumentBuilderFactory.newInstance().newDocumentBuilder();
} catch (ParserConfigurationException e) {
String msg = "DocumentBuilder 对象初始化失败！";
log.error(msg, e);
throw new IllegalStateException(msg, e);
}
}
};
ok了同步是肯定不能用了，定义ThreadLocal变量吧，跟着这个思路，改了4个ThreadLocal变量，问题得到完美的解决！
内存溢出
一小时之后测试又过来找我了，这次手上提了把刀…… 测试反应在前20分钟，程序运行的很好，但是随着时间的推移，运行的越来越慢，直到最后几乎就不运行了。
我尝试在本地进行复现，在分析log日志的时候我发现了java.lang.OutOfMemoryError：Java heap space。啊堆溢出了，我们知道JVM中的堆存放了大量的对象，应该是有某个对象使用了但是没有进行释放。
怀疑1：
观察到使用了字节流但是没有关闭，经过查找资料发现这个流是内存读写流，在不使用时Java的垃圾回收机制会将它回收，不需要手动关闭。经过试验，也确实不是他的事。
ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(xmlStr.getBytes());
怀疑2：
有某个变量不使用没释放，或者被static化了却没有清空。
借助MemoryAnalyzer工具进行内存的分析。在这里可以看出com.sun.xml.internal.bind.v2.runtime.AssociationMap这个Map占用了大量的内存，找到对应的类，发现在实例化Binder的时候会创建AssociationMap缓存xml节点，而Binder已经被我做成单例的bean了，随着处理的xml越来越多AssociationMap当然越来越大= =
图片.png
解决思路
既然Binder无法重复使用，那么每次都实例化一下，实例化的时间成本大约在2ms左右，时间也不会变动，不影响效率。
Binder<Node> binder = JAXBContextThreadLocal.get().createBinder();
这里篇文章主要还是记录一下多线程中ThreadLocal的用法，在多线程的时候需要多考虑一下调用的方法是否是线程安全的。
网友评论