震惊！JDK7和JDK8中关于ForkJoinPool的内存

发表于

Bug地址：bugs.java.com/bugdatabase…

背景

由于当时在解决了一个问题：Tomcat容器应用中使用CompletableFuture时，关于ClassLoader引起的问题，之后，后来有时间对此此问题中的一些细节进行一个补充！

透过ForkJoinPool源码了解这个BUG

首先走一遍过程，来看下在Tomcat中ForkJoinPool的默认线程池的线程工程是怎么变为SafeForkJoinWorkerThreadFactory的。

###1）首先查看ForkJoinPool设置ThreadFactory的地方源码

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ini复制代码private static ForkJoinPool makeCommonPool() {
        int parallelism = -1;
        ForkJoinWorkerThreadFactory factory = null;
        UncaughtExceptionHandler handler = null;
        try {  // ignore exceptions in accessing/parsing properties
   、、、、、、省略不重要代码
            String fp = System.getProperty
                ("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.threadFactory");
            if (fp != null)
                factory = ((ForkJoinWorkerThreadFactory)ClassLoader.
                           getSystemClassLoader().loadClass(fp).newInstance());
   、、、、、、省略不重要代码
        } catch (Exception ignore) {
        }
        if (factory == null) {
            if (System.getSecurityManager() == null)
                factory = defaultForkJoinWorkerThreadFactory;
            else // use security-managed default
                factory = new InnocuousForkJoinWorkerThreadFactory();
        }
          、、、、、、省略不重要代码

可以看到，如果可以从java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.threadFactory中获取到值，那么就使用这个值作为ThreadFactory，相当于是一个扩展。

2）那么这个值是在哪里设置进去的呢？

设置的地方就是org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener。这个类实现了LifecycleListener。其中有一行代码

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less复制代码                if (forkJoinCommonPoolProtection && !JreCompat.isJre9Available()) {
                    // Don't override any explicitly set property
                    if (System.getProperty(FORK_JOIN_POOL_THREAD_FACTORY_PROPERTY) == null) {
                        System.setProperty(FORK_JOIN_POOL_THREAD_FACTORY_PROPERTY,
                                SafeForkJoinWorkerThreadFactory.class.getName());
                    }
                }

3）为什么Tomcat要做这种操作？

到这里就引出了文章标题中所说的JDK7和JDK8中关于ForkJoinPool的BUG！为啥是JDK7和JDK8？因为ForkJoinPool是JDK7开始存在，那么之前的版本自然没有，而JDK9之后针对此BUG进行了修复。

先说下这个BUG：首先当我们使用诸如CompletableFuture时，使用它的一些runAsync之类方式时，如果我们不默认指定线程池，则会使用ForkJoinPool.commonPool()。

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java复制代码private static final Executor asyncPool = useCommonPool ?
        ForkJoinPool.commonPool() : new ThreadPerTaskExecutor();

public static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable) {
        return asyncRunStage(asyncPool, runnable);
    }

也就是说在整个JVM中，当我们的代码使用了像CompletableFuture或者一些parallelStream等时，会默认使用ForkJoinPool，且共用一个ForkJoinPool，这看起来在我们普通的Java SE程序中好像不会有什么问题，也确实不会有问题，但是在JAVA EE环境下就不同了，比如我们常见的JAVA WEB程序会放在Tomcat中运行，而Tomcat为了达到不同应用的隔离，其实是会为WebApp下每一个应用创建一个专属ClassLoader加载执行。那么基于上述机制，不同的应用中最终会使用同一个ForkJoinPool去执行处理代码。

可能此时还有点懵逼？接着往下看bug所在，在JDK7和JDK8中，看下其ThreadFactory的实现。

JDK8中：

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java复制代码    static final class DefaultForkJoinWorkerThreadFactory
        implements ForkJoinWorkerThreadFactory {
        public final ForkJoinWorkerThread newThread(ForkJoinPool pool) {
            return new ForkJoinWorkerThread(pool);
        }
    }

可以看到是搞了一个静态内部类，这里工厂产生线程时，直接new ForkJoinWorkerThread(pool);再来看下ForkJoinWorkerThread的构造方法：

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kotlin复制代码    protected ForkJoinWorkerThread(ForkJoinPool pool) {
        // Use a placeholder until a useful name can be set in registerWorker
        super("aForkJoinWorkerThread");
        this.pool = pool;
        this.workQueue = pool.registerWorker(this);
    }

ForkJoinWorkerThread是继承了Thread,这构造方法中直接调用 super(“aForkJoinWorkerThread”);而这个构造方法中，新线程的contextClassLoader会继承父线程的contextClassLoader，这里就是BUG所在，为什么这么说，在Tomcat应用中，父线程的contextClassLoader自然就是WebAppClassLoader，WebApp下每个应用都有一个，那么如果在产生的新线程中使用contextClassLoader去加载一些类使用，后来这个应用可能要卸载，但是其拽你书WebAppClassLoader依然被ForkJoinPool中的线程所持有，所以GC无法回收，进而也无法回收这个应用中加载的一些资源，从而造成内存泄漏。

4）BUG是如何修复的？

直接看下JDK9中的实现：

ForkJoinPool.java

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java复制代码    private static final class DefaultForkJoinWorkerThreadFactory
        implements ForkJoinWorkerThreadFactory {
        private static final AccessControlContext ACC = contextWithPermissions(
            new RuntimePermission("getClassLoader"),
            new RuntimePermission("setContextClassLoader"));

        public final ForkJoinWorkerThread newThread(ForkJoinPool pool) {
            return AccessController.doPrivileged(
                new PrivilegedAction<>() {
                    public ForkJoinWorkerThread run() {
                        return new ForkJoinWorkerThread(
                            pool, ClassLoader.getSystemClassLoader()); }},
                ACC);
        }
    }

可以看到与1.8之前不同，这里在新建ForkJoinWorkerThread时，直接手动传入了ClassLoader.getSystemClassLoader()作为contextClassLoader

再来从Tomcat8中的版本更新中看下Tomcat针对此问题的应对措施，具体见tomcat.apache.org/tomcat-8.5-…

  • Tomcat 8.5.11 在中提供Tomcat容器生命周期监听类的实现JreMemoryLeakPreventionListener修复此问题
  • Tomcat 8.5.30 中，由于JDK9中修复了此BUG，所以在JreMemoryLeakPreventionListener中增加了开关判断，如果当前JVM支持JDK9，则不使用SafeForkJoinWorkerThreadFactory。

本文转载自: 掘金

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