记录一下 ArrayBlockingQueue 消息堆积的问题 - 服务器托管|北京服务器租用|机房托管租用|IDC托管租用|机房机柜带宽租用-价格及费用咨询

前言

由于之前这个系统的日志记录是被领导要求写表的，在不影响系统性能的前提下，日志的入库操作肯定是要改成异步进行的，当时利用 ArrayBlockingQueue+线程+AOP 简单的去实现了一下，但是初版代码测试下来发现了一个很严重的问题，就是日志丢失的问题，本文由此而来。

初步构思

代码实现逻辑实现很简单，利用 AOP 切面去记录用户的行为，最终调用对应的 DAO 去入库日志，切面如下。

/**
 * zzh：日志切面优先级第一
 */
@Slf4j
@Aspect
@Order(-999)
@Component
public class AspectLog {
    @Autowired
    private LogInfoService logInfoService;

    @Pointcut("execution(public * com.example.oraceldemo.controller..*(..)))")
    public void webPointCut() {
    }

    @Around("webPointCut()")
    public Object arround(ProceedingJoinPoint pjp) {
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();
        LogInfo logInfo = new LogInfo();
        logInfo.setOpTime(sdf.format(System.currentTimeMillis()))
                .setIp(request.getRemoteAddr())
                .setMethod(request.getRequestURL().toString());
        try {
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            Object o = pjp.proceed();
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append("   ###请求URL: " + request.getRequestURL().toString());
            sb.append("   ###IP: " + request.getRemoteAddr());
            sb.append("   ###Params: " + Arrays.toString(pjp.getArgs()));
            sb.append("   ###CLASS_METHOD: " + pjp.getSignature().getDeclaringTypeName() + "." + pjp.getSignature().getName());
            sb.append("   ###耗时: " + (endTime - startTime) + "毫秒");
            log.info(sb.toString());
            logInfo.setStartTime(sdf.format(startTime))
                    .setEndTime(sdf.format(endTime))
                    .setReturnValue(JSONObject.toJSONString(o.toString()));
   服务器托管网         logInfoService.put(logInfo);
            return o;
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
            logInfo.setErrors(JSONObject.toJSONString(e));
            log.error(e.toString());
            logInfoService.put(logInfo);
            return null;
        }
    }
}

DAO层代码

由于之前看过 NACOS 心跳健康监测的源码，感觉代码架构玩的比较 6 ，于是按照他那个设计思路，异步的将日志记录操作抽离出来，在项目启动的时候创建一个日志任务（可用线程池去优化），每当有日志需要记录的时候，就把日志对象堆积到 Notifier 里面，里面由一个阻塞队列去维护。去真正的执行入库日志的逻辑。

/**
 * 
 * 服务实现类
 * 
 *
 * @author 张子行
 * @since 2022-10-26
 */
@Service
public class LogInfoServiceImpl extends ServiceImpl implements LogInfoService {
    private notifier notifier = new Notifier();

    @Override
    public void put(LogInfo logInfo) {
        notifier.addTask(logInfo);
    }

    @PostConstruct
    private void init() {
        new Thread(notifier).start();
    }

    @Override
    public boolean save(LogInfo entity) {
        return super.save(entity);
    }
}

ArrayBlockingQueue发生堆积的地方

Notifier 中的 addTask 方法源源不断的提供需要写入的日志，当阻塞队列不为空的时候就会被唤醒，取出队列中的日志进行 db 插入操作。

@Slf4j
public class Notifier implements Runnable {
    private BlockingQueue tasks = new ArrayBlockingQueue(1024 * 1024);

    public void addTask(LogInfo logInfo) {
        log.info("Notifier tasks.add() begin,{}", logInfo.getIp());
        tasks.add(logInfo);
        log.info("Notifier tasks.add() end,{}", logInfo.getIp());
    }

    /**
     * Runnable不能抛出异常，抛出异常线程无法执行！因此需要自己内部消化
     */
    @Override
    public void run() {
        for (; ; ) {
            try {
                log.info("BlockingQueue tasks take begin...");
                LogInfo logInfo = tasks.take();
                log.info("BlockingQueue tasks take end...{}"+logInfo.toString());
                LogInfoServiceImpl logInfoService = WebUtil.getBean(LogInfoServiceImpl.class);
                logInfoService.save(logInfo);
            } catch (InterruptedException e) {
                log.error("Notifier BlockingQueue tasks take InterruptedException, Thread interrupt status{}" + Thread.currentThread().isInterrupted());
            } catch (Exception e) {
                log.error("Notifier logInfoService save exceptionType :{},msg: {}", e.getClass(), e.getMessage());
            }
        }
    }
}

初版的代码如下

只对31行代码做了异常catch，而 33-34 行可能会出现一些 SQL 异常，但是之前我并未做异常catch 处理，然后 当 33-34 行出现异常的时候直接抛出到了 Runable 中去了，导致此线程运服务器托管网行终结，(这也是 Runable的一大特性了 )。导致消息没被正常消费，于是乎 ArrayBlockingQueue 中的消息越来越多，就有问题了。解决办法加一层 catch 捕获所有类型的异常，也就是在 Runable 中吞掉异常，或者手动捕获 33-34 行的异常，设置线程的中断状态，让其他业务感知到此线程被中断执行了，自定义处理逻辑。等等

问题排查思路

起初我还以为是 InterruptedException 导致的线程中断，于是乎去看了一下 ArrayBlockingQueue 中的 put 与 take 方法的源码，也算有点收获，接下来也分析一下吧。记录于下文的面试专栏中。

面试专栏

为什么当 BlockingQueue 中没有消息的时候 take 方法会阻塞当前线程？

利用了 ReentrantLock 中的条件锁（Condition）实现的， ArrayBlockingQueue 里面维护了俩个 Condition 分别是 notEmpty 与 notFull ，当 ArrayBlockingQueue 阻塞队列进行 take 的时候，且队列中没有元素的时候会进行调用 notEmpty.await(); 方法阻塞当前线程，当 ArrayBlockingQueue 阻塞队列进行 add 的时候，会去调用 notEmpty.signal(); 去唤醒当前线程。加元素的时候去唤醒线程，取元素且元素数量为0的时候会去阻塞当前线程。这也是为什么 ArrayBlockingQueue 被称之为阻塞队列的原因。对应回答的源码剖析如下。

ArrayBlockingQueue take核心源码，注意里面用到的是 ReentrantLock 中的 lockInterruptibly 方法（加锁可中断），当线程状态为中断状态时候，lock.lockInterruptibly() 这行代码就会抛出 InterruptedException 异常，具体的 ReentrantLock 为可中断锁的源码可以去看浅聊一下，可中断锁（ReentrantLock），这也是为什么调用 take 方法的时候必须要去捕获一下 InterruptedException 异常的原因了。

ArrayBlockingQueue add里面的核心代码,里面调用了 notEmpty.signal(); 这行代码，去唤醒当前线程。

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