《AReference#meta() 的同步性》

Question

我们用 Clojure 来做一个 "规则引擎"。每个函数代表一条规则，元数据描述了这个规则并提供了一些针对该规则的静态配置。系统是不可变的且是并发的。

如果有两个或更多线程同时调用同一个 Var，由于 AReference#meta() 是同步的，它们会导致相互阻塞（见附图，红色点）。


(defn
  ^{:rule {:remote-address "127.0.0.1"}}
  example
  [request]
  (let [rule (:rule (meta #'example))]
    (= (:remote-address rule) (:remote-address request))))


*解决方案:* 用 rwlock 替换 synchronized 块以实现更高的读并发性。这种方法消除了元数据读的竞争（见注释中的实际例子）。然而，也存在以下缺点：

* 每个 AReference（所有命名空间、vars、atoms、refs 和 agents）都增加了额外的字段
* 将锁的构造添加到 AReference 的构造中（影响性能和启动时间）

* 补丁：clj-1888-2.patch 将 synchronized 替换为 rwlock 以实现更高的读并发性

* 其他方案：*

* 对于 _meta 使用 volatile，对于 alter/reset 使用 synchronized。允许在 volatile 下方读取 _meta，这会足够安全吗？
* 将 AReference 从 ReentrantReadWriteLock 继承而不是持有它——这是相当奇怪的，但对于内存/构建可能会有不同的（可能是更好的）影响。

Answer 1

评论者：alexmiller

在 alterMeta 中，volatile 并不足够，因为您需要原子性地读取/更新/写入。

但是，您可以使用 ReadWriteLock 来替代 synchronized。我已经附上了一个补丁，如果有一个可复现的案例，我很乐意看看它如何影响您在分析器中看到的内容。

可能存在需要关注的问题 - 这会增加每个引用（锁实例）所占用的内存，并降低构造速度（锁的构造），以换取更多的并发读取。

Answer 2

_由rkapsi发表的评论：

嗨Alex：

我确实有一个可复现的情况。应用您的补丁后，阻塞确实消失了（见附图）。这些“WorkerThreads”上剩余的阻塞代码是 {{sun.nio.ch.SelectorImpl.select(long)}} （即与Clojure无关）。

您可以通过在无限循环中并行执行以下代码来自行复现。


(defn
  ^{:rule {:remote-address "127.0.0.1"}}
  example
  [request]
  (let [rule (:rule (meta #'example))]
    (= (:remote-address rule) (:remote-address request))))


对补丁的建议：将元锁（meta lock）设置为 {{final}} 字段，并且可以将读写锁提取到局部变量中，以避免重复的方法调用。


alterMeta(...)
  Lock w = _metaLock.writeLock();
  w.lock();
  try {
    // ...
  } finally {
    w.unlock();
  }
}

Answer 3

评论者：alexmiller

标记为预先筛选的

Answer 4

参考：https://clojure.atlassian.net/browse/CLJ-1888（由rkapsi报告）