Eureka 自己实现的 StringCache

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本文主要分享 Eureka 自己实现的 StringCache

先一起来看下美团点评技术团队对 String#intern(...) 的分享:

在 JAVA 语言中有8中基本类型和一种比较特殊的类型 String。这些类型为了使他们在运行过程中速度更快,更节省内存,都提供了一种常量池的概念。常量池就类似一个 JAVA 系统级别提供的缓存。

8 种基本类型的常量池都是系统协调的,String 类型的常量池比较特殊。它的主要使用方法有两种:

  • 直接使用双引号声明出来的 String 对象会直接存储在常量池中
  • 如果不是用双引号声明的 String 对象,可以使用String提供的 intern 方法。intern 方法会从字符串常量池中查询当前字符串是否存在,若不存在就会将当前字符串放入常量池中
  • 字符串常量池能带来速度更快,更节省内存的好处
  • 非双引号声明的 String 对象,需要使用 String#intern() 方法,将字符串存储到字符串常量池。

看起来一切都非常非常非常美好,那为什么 Eureka 自己实现了 StringCache ?

继续参见美团点评技术团队对 String#intern(...) 的分享:

JAVA 使用 JNI 调用 c++ 实现的 StringTable 的 intern 方法, StringTable的 intern 方法跟 Java 中的 HashMap 的实现是差不多的, 只是不能自动扩容。默认大小是1009

要注意的是,String 的 String Pool 是一个固定大小的 Hashtable,默认值大小长度是 1009,如果放进 String Pool 的 String 非常多,就会造成Hash冲突严重,从而导致链表会很长,而链表长了后直接会造成的影响就是当调用String.intern时性能会大幅下降(因为要一个一个找)。

在 JDK6 中 StringTable 是固定的,就是 1009 的长度,所以如果常量池中的字符串过多就会导致效率下降很快。在jdk7中,StringTable的长度可以通过一个参数指定:

  • -XX:StringTableSize=99991
  • JDK 自带的 String Pool 固定大小( 即使可配 ),不支持自动扩容,大量使用 String#intern(...) 后,会导致性能大幅度下降。
  • Eureka 的应用实例( InstanceInfo ) 的 appNameappGroupNamevipAddresssecureVipAddressmetadata 和应用( Application )的 name 等属性需要使用到 String Pool ,为了在大量的网络通信序列化反序列的过程中,速度更快,更节省内容。

另外,FastJSON 在 1.124 版本之前也使用 String#intern(...) 方法,优化 JSON Key 的速度和空间,但是在大量动态 JSON Key 的场景下,反而会导致性能下降。所以 FastJSON 1.124 修复了该问题。参见如下:

  • But ,FastJSON 1.124 版本之前恰好适合 Eureka ,因为 appNameappGroupName 相对不那么动态。考虑到可能还是有大量的字符串存在,因而实现自定义的 StringCache 类,以解决 StringPool 的 HashTable 不支持动态扩容的情况。

OK,下面我们来看看 Eureka 是如何实现自定义的 StringCache 类。

2. StringCache

  • INSTANCE 属性,字符串缓存单例
  • lock 属性,读写锁,保证读写互斥。
  • cache 属性,缓存哈希表。
    • 使用 WeakHashMap,当 StringCache 被回收时,其对应的值一起被移除。
  • lengthLimit 属性,缓存字符串最大长度。默认值:38 。
  • #cachedValueOf(...) 方法,获得字符串缓存。若缓存不存在,则进行缓存。和 String#intern() 的逻辑相同,区别在于 cache 支持自动扩容。
    • 第 22 至 30 行 :读锁,读取缓存。
    • 第 32 至 42 行 :缓存不存在,写锁,写入缓存。
  • #size() 方法,缓存大小。
  • #intern() 静态方法,使用 INSTANCE 获取缓存字符串。