java - 池化或不池化 java 加密服务提供者

Question

解决方案

• MessageDigest => 根据需要经常创建新实例
• KeyFactory => 使用单个共享实例
• SecureRandom => 使用 StackObjectPool
• Cipher => 使用 StackObjectPool

问题

我在编写安全性框架时经常面临两难境地:“合并还是不合并”

基本上这个问题分为两个“组”:

1. 第 1 组:SecureRandom 因为对 nextBytes(...) 的调用是同步的，它可能成为 Web 应用程序/多线程应用程序的瓶颈应用

2. 第 2 组:MessageDigest、Signature、Cipher、KeyFactory 等加密服务提供商。 ..(因为 getInstance() 的成本？)

你怎么看？

你对此类问题的习惯是什么？

编辑 09/07/2013

我终于抽出时间自己测试了@Qwerky Share 类，我发现结果相当......令人惊讶。

类(class)缺少我的主要关注点:像 GenericObjectPool 这样的池或 StackObjectPool .

所以我修改了类(class)以测试所有 4 个备选方案:

• 具有同步功能的单个共享实例 gist
• 每个循环内的新实例(我对可以将摘要创建拉到循环外的情况不感兴趣)gist
• 通用对象池:gist
• 堆栈对象池:gist

我不得不将循环数减少到 100000，因为 1M 占用了池太多时间。

我还在每个循环的末尾添加了一个 Thread.yield() 以使负载具有更好的形状。

结果(累计运行时间):

• 消息摘要
  • 新实例:420 秒
  • 单个实例:550 秒
  • 堆栈对象池:800 秒
  • 通用对象池:1900 秒
• key 工厂
  • 新实例:400 秒
  • 单个实例:350 秒
  • 堆栈对象池:2900 秒
  • 通用对象池:3500 秒
• 安全随机
  • 堆栈对象池:1600 秒
  • 新实例:2300 秒
  • 通用对象池:2300s
  • 单个实例:2800 秒
• 密码
  • 堆栈对象池:2800 秒
  • 通用对象池:3500 秒
  • 单个实例:5100 秒
  • 新实例:8000 秒

结论

对于 MessageDigest 和 KeyFactory，池是性能 killer ，甚至比具有同步瓶颈的单个实例更糟糕，而当涉及到 SecureRandom 和 Cipher 时，它们非常有用

Answer 1

如果您让 100 个线程访问共享的 MessageDigest 并让它们每个计算 1,000,000 个哈希值，那么在我的机器上，第一个线程在 70,160 毫秒内完成，最后一个线程在 98,748 毫秒内完成。

如果线程每次都创建一个新的 MessageDigest 实例，那么第一个线程将在 43,392 毫秒和最后一个线程中完成 58,691 毫秒。

编辑:
事实上，对于这个例子，只有两个线程，创建新实例的例子运行得更快。

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Share {

  final byte[] bytes = new byte[100];
  final MessageDigest sharedDigest;
  final ExecutorService pool;
  int threads = 100;

  Share() throws NoSuchAlgorithmException {
    sharedDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
    pool = Executors.newFixedThreadPool(threads);
  }

  void go() {

    for (int i=0; i<threads; i++) {
      pool.execute(new Runnable() {
        public void run() {
          long start = System.currentTimeMillis();
          for (int i=0; i<1000000; i++) {
            /*
            synchronized (sharedDigest) {
              sharedDigest.reset();
              sharedDigest.update(bytes);
              sharedDigest.digest();
            }*/
            try {
              MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("MD5");
              digest.reset();
              digest.update(bytes);
              digest.digest();
            } catch (Exception ex) {
              ex.printStackTrace();
            }
          }
          long end = System.currentTimeMillis();
          System.out.println(end-start);
          pool.shutdown();
        }
      });
    }

  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Share share = new Share();
    share.go();
  }

}