Java - 静态 block 和线程同步问题 - 一个案例

Question

要做什么？

1. 从此处下载logica smpp jar (215 KB):http://opensmpp.logica.com/CommonPart/Download/library_1_3/smpp_full.tar.gz

2. 编写一个小测试代码:

   package com.logica.smpp;
   
   import com.logica.smpp.pdu.DataSM;
   import com.logica.smpp.pdu.Outbind;
   
   public class PDUTest {
       public static void main(String... args) throws InterruptedException {
           Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   System.out.println(new DataSM().debugString());
               }
           });
           thread1.setName("ONE");
   
           Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   System.out.println(new Outbind().debugString());
               }
           });
           thread2.setName("TWO");
   
           thread1.start();
           thread2.start();
       }
   }
   

3. 运行此main方法。

会发生什么？

线程被阻塞(大概是在互相等待)

我的分析:

• DataSM 和 Outbind 类都有一个共同的祖先 PDU，它有一个 static block 使用以下代码:

  static {
          pduList = new Vector(30,4);
          pduList.add(new BindTransmitter());
          pduList.add(new BindTransmitterResp());
          pduList.add(new BindReceiver());
          pduList.add(new BindReceiverResp());
          pduList.add(new BindTransciever());
          pduList.add(new BindTranscieverResp());
          pduList.add(new Unbind());
          pduList.add(new UnbindResp());
          pduList.add(new Outbind());
          pduList.add(new SubmitSM());
          pduList.add(new SubmitSMResp());
          pduList.add(new SubmitMultiSM());
          pduList.add(new SubmitMultiSMResp());
          pduList.add(new DeliverSM());
          pduList.add(new DeliverSMResp());
          pduList.add(new DataSM());
          pduList.add(new DataSMResp());
          pduList.add(new QuerySM());
          pduList.add(new QuerySMResp());
          pduList.add(new CancelSM());
          pduList.add(new CancelSMResp());
          pduList.add(new ReplaceSM());
          pduList.add(new ReplaceSMResp());
          pduList.add(new EnquireLink());
          pduList.add(new EnquireLinkResp());
          pduList.add(new AlertNotification());
          pduList.add(new GenericNack());
      }
  

它创建pduList，以便它可以创建其子对象，例如BindTransmitter、DataSM、Outbind等通过 createPDU

提供的工厂方法

• 因此，当我的测试应用程序执行时，一个Thread 会进入 PDU 的静态方法(同时初始化 DataSM)。两个线程已开始初始化Outbind，等待其中一个完成初始化PDU。

• 但是在运行 PDU 静态方法的 ONE 中的某个时刻，它尝试初始化 Outbind，并且看到 TWO 已经启动了相同的操作，它等待 TWO 完成。

• 所以一和二正在等待对方完成

• 我如何才能确信此问题与静态 block 加载有关？
  只需添加以下一行作为测试代码的 main 方法中的第一条语句，即可使其正常工作，并且 Thread 不再阻塞:

  Class.forName("com.logica.smpp.pdu.PDU");
  

我的问题是:

1. 我的分析正确吗？
2. 这是与静态 block 相关的已知线程同步问题吗？
3. 需要练习什么经验法则才能避免遇到这种情况？

更新

• 在此处添加 PDU 的工厂方法:

  public static final PDU createPDU(int commandId)
  {
      int size = pduList.size();
      PDU pdu = null;
      PDU newInstance = null;
      for (int i = 0; i < size; i++) {
          pdu = (PDU)pduList.get(i);
          if (pdu != null) {
              if (pdu.getCommandId() == commandId) {
                  try {
                      newInstance = (PDU)(pdu.getClass().newInstance());
                  } catch (IllegalAccessException e) {
                  } catch (InstantiationException e) {
                  }
                  return newInstance;
              }
          }
      }
      return null;
  }
  

• DataSM、Outbind 以及 PDU 的其他子类的构造函数做什么？
  除了初始化一些实例变量之外什么都没有。这些是 POJO。他们不保留任何外部资源，如文件、数据库等。

Answer 1

您的线程可能会阻塞，但原因并非您想象的那样。静态初始值设定项在类加载时执行，而不是在创建实例时执行。因此，您不会让两个对象“进入”静态初始化程序，并在某个时刻在某些共享变量上陷入僵局。

如果不知道您正在使用的库的确切细节，就很难诊断真正的问题是什么，但我建议转储您的线程并使用合适的工具对其进行分析。

• How to Take a Thread Dump
• Thread Dump Analysis Tool