一、问题描述
生产环境偶尔(涉及到多线程处理)出现"前端传递`Cookie为空"的告警,导致前端请求丢失,出现请求失败问题。告警内容如下
前端传递Cookie为空
告警内容:服务端获取request Cookie为空,请尽快处理!!!
AppId:xxxxxx
ip:xx.xx.xxx.xx
告警事件:2024-03-15
背景:为什么要加Cookie告警:项目出海,需要保证多语言,语言信息从Cookie中获取,所以添加了Cookie告警,告警后发到工作群中,但是相关开发人员告知自己能够正常访问,没有问题,因为正好周五,自己觉得偶发性肯定和并发相关,所以周末研究了下代码,发现和Tomcat Rquest复用机制和ThreadLocal的使用存在缺陷,导致这个偶发性问题
在分析原因前,先需要搞懂一个概念:request在tomcat里面是循环使用的
二、Tomcat 中 Reqeust 复用机制
Request对象的复用机制是为了提高性能和减少垃圾收集压力而设计的。Tomcat使用了一种对象池的机制来管理Request对象和Response对象。通过复用这些对象,Tomcat可以避免频繁地创建和销毁对象,从而提高系统的效率。
复用机制的工作原理
【1】对象池:Tomcat维护一个对象池,用于存储Request对象和Response对象。当一个新的HTTP请求到达时,Tomcat从对象池中获取一个空闲的Request对象和Response对象。如果对象池中没有空闲的对象,Tomcat会创建新的对象。简单看个案例:
public class RequestPool {
private Stack<Request> pool = new Stack<>();
// 获取对象:getRequest 方法从对象池中获取一个 Request 对象。如果对象池为空,则创建一个新的 Request 对象。
public Request getRequest() {
if (pool.isEmpty()) {
return new Request();
} else {
return pool.pop();
}
}
// 释放对象:releaseRequest 方法将 Request 对象重置(调用 recycle 方法)并放回对象池中。
public void releaseRequest(Request request) {
request.recycle();
pool.push(request);
}
}
【2】对象重置:当一个请求处理完毕后,Request对象会被重置(通过调用recycle方法),以清除上一次请求的状态,使其可以安全地用于下一个请求。以下是org.apache.catalina.connector.Request类中recycle方法的简化源码和解释:
public class Request {
// Various fields representing the state of the request
private String protocol;
private String method;
private String requestURI;
private String queryString;
private String remoteAddr;
private String remoteHost;
private String serverName;
private int serverPort;
private boolean secure;
private InputStream inputStream;
private Reader reader;
private ServletInputStream servletInputStream;
private BufferedReader bufferedReader;
private Map<String, Object> attributes;
private Map<String, String[]> parameters;
private Cookie[] cookies;
private HttpSession session;
// Other fields and methods...
/**
* Recycle this request object.
*/
public void recycle() {
// Reset the state of the request object
// 重置基本属性:recycle 方法将 Request 对象的基本属性(如 protocol、method、requestURI 等)重置为初始状态(通常为 null 或默认值)。
// 清空集合和数组:attributes 和 parameters 集合被清空,以确保没有残留的请求数据。cookies 数组也被重置为 null。
// 重置流和读者:inputStream、reader、servletInputStream 和 bufferedReader 被重置为 null,以确保没有残留的输入流和读者对象。
// 重置会话:session 被重置为 null,以确保没有残留的会话信息。
protocol = null;
method = null;
requestURI = null;
queryString = null;
remoteAddr = null;
remoteHost = null;
serverName = null;
serverPort = 0;
secure = false;
inputStream = null;
reader = null;
servletInputStream = null;
bufferedReader = null;
attributes.clear();
parameters.clear();
cookies = null;
session = null;
// Other reset logic...
}
}
recycle执行的时机: recycle方法在Tomcat源码中的调用时机主要是在请求处理完毕之后,Request对象被返回到对象池之前。具体来说,recycle方法通常在以下几个场景中被调用:
【1】请求处理完毕后:在Tomcat的org.apache.coyote.Request类中,recycle方法通常在请求处理完毕后被调用。例如,在AbstractProcessorLight类中处理请求和响应的逻辑中,recycle方法被调用来重置Request对象。
// org.apache.coyote.AbstractProcessorLight
public class AbstractProcessorLight<S> implements Processor {
// Various fields and methods...
@Override
public SocketState process(SocketWrapperBase<S> socketWrapper, SocketEvent status) throws IOException {
// Process the request and response
try {
// Request processing logic...
} finally {
// Recycle the request and response objects
request.recycle();
response.recycle();
}
return SocketState.CLOSED;
}
}
【2】连接关闭时:在Tomcat的org.apache.coyote.http11.Http11Processor类中,当连接关闭时,recycle方法也会被调用。例如,当处理完一个请求并决定关闭连接时,会调用recycle方法。
// org.apache.coyote.http11.Http11Processor
public class Http11Processor extends AbstractProcessorLight<SocketChannel> {
// Various fields and methods...
@Override
public SocketState service(SocketWrapperBase<SocketChannel> socketWrapper) throws IOException {
// Service the request and response
try {
// Request servicing logic...
} finally {
// Recycle the request and response objects
request.recycle();
response.recycle();
}
return SocketState.CLOSED;
}
}
【3】异常处理:在处理请求的过程中,如果发生异常,Tomcat也会确保调用recycle方法来重置Request对象。例如:
// org.apache.coyote.http11.Http11Processor
public class Http11Processor extends AbstractProcessorLight<SocketChannel> {
// Various fields and methods...
@Override
public SocketState service(SocketWrapperBase<SocketChannel> socketWrapper) throws IOException {
try {
// Request servicing logic...
} catch (Exception e) {
// Handle exception and recycle request
request.recycle();
response.recycle();
throw e;
}
}
}
后期原因分析中需要使用到RequestFacade,这里解释下RequestFacade与Request之间的关系:RequestFacade是一个包装类Facade,用于保护底层的Request对象,确保应用程序无法直接访问和修改内部实现细节。
【1】Request类: Request类是Tomcat内部用来表示HTTP请求的类,包含了请求的所有详细信息。该类提供了许多方法来访问和操作请求的各个部分,例如请求头、请求参数、输入流等。
【2】RequestFacade 类: RequestFacade类是一个包装器,用于保护Request对象。它实现了javax.servlet.http.HttpServletRequest接口,并将方法调用委托给内部的Request对象。通过使用RequestFacade,Tomcat确保了应用程序只能通过标准的HttpServletRequest接口访问请求数据,而不能直接访问或修改Request对象的内部实现。
具体实现:在Tomcat中,RequestFacade类通常包含一个Request对象的引用,并将所有的接口方法调用委托给这个内部的Request对象。例如:
// org.apache.catalina.connector.RequestFacade
public class RequestFacade implements HttpServletRequest {
private final Request request;
public RequestFacade(Request request) {
this.request = request;
}
@Override
public String getParameter(String name) {
return request.getParameter(name);
}
// Other methods from HttpServletRequest interface
// All methods delegate to the internal Request object
}
使用场景:在Tomcat处理请求的过程中,当需要将HttpServletRequest对象传递给应用程序时,Tomcat会创建一个RequestFacade实例,并将内部的Request对象传递给它。例如
// org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter
public class CoyoteAdapter implements Adapter {
@Override
public void service(org.apache.coyote.Request req, org.apache.coyote.Response res) throws Exception {
Request request = (Request) req.getNote(ADAPTER_NOTES);
Response response = (Response) res.getNote(ADAPTER_NOTES);
// Create a RequestFacade to pass to the application
HttpServletRequest requestFacade = request.getRequest();
// Pass the RequestFacade to the application
context.getPipeline().getFirst().invoke(requestFacade, response);
}
}