线上频繁fullgc问题-SpringActuator的坑

整体复盘

一个不算普通的周五中午，同事收到了大量了cpu异常的报警。根据报警表现和通过arthas查看，很明显的问题就是内存不足，疯狂无效gc。而且结合arthas和gc日志查看，老年代打满了，gc不了一点。既然问题是内存问题，那么老样子，通过jmap和heap dump 文件分析。
不感兴趣的可以直接看结论

通过jmap命令查看的类似下图，并没有项目中明显的自定义类，而占空间最大的又是char数组，当时线上占900M左右，整个老年代也就1.8个G；此时dump文件同事还在下载，网速较慢。
通过业务日志查看，很多restTempalte请求报错，根据报错信息可知是某xx认证过期了，导致接收到回调，业务处理时调接口报错了；查询数据库，大概有20多万回调。根据过期时间和内存监控，大概能对的上号，表明内存异常和这个认证过期有关。怀疑度最高的只有回调以及回调补偿任务，但是一行一行代码看过去，并不觉得有什么异常。

下载完dump文件后，先重启了服务器，避免影响业务，然后着手分析文件。
在dump文件下载完之后，使用jvisualvm分析，最多的char里大部分都是一些请求的路径，如“example/test/1"，”“example/test/2"之类的，都是接口统一，但是参数不一样，因为是GET请求，所以实际路径都不一样。Jvisualvm点击gc_root又一直计算不出来，在等待计算的过程中，一度走了弯路

于是又现下载jprofiler，通过jprofiler的聚类，确定了一定是这个Meter导致的，而通过JProfile的分析，终于定位到是
org.springframework.boot.actuate.metrics.web.client.MetricsClientHttpRequestInterceptor#intercept这个类。然后发现，MetricsClientHttpRequestInterceptor 持有一个meterRegistry，里面核心是个map，所以是map没有清除。根据依赖分析，发现是有次需求引入了redisson-spring-boot-starter，而redisson依赖了spring-boot-starter-actuator，这东西默认启动了，会拦截所有的RestTempalte请求，然后记录一些指标。

所以问题变成了，为什么map没有清掉已经执行完的请求？
我之前并没有研究过spring的actuator，只是看过skywalking的流程，所以我以为也和skywalking一样，记录然后上报，上报之后删除本地的。所以当时怀疑，难道是和我们请求都异常了有关，但是正如下面的代码，无论是否异常，都是执行finnally，所以又不太可能。

meterRegistry点击查看代码

而在我自己尝试复现之后，meterRegistry的指标根本不会被自动清除，生命周期和应用的生命周期一样。因为并不存在上报，数据全部在内存（虽然可以导出到数据库，但并没有深入研究）。其实也合理，因为如果要通过Grafana等可视化平台查看的时候，我们也希望查看任意时刻的监控。而且其有一个属性是maxUriTags，默认值是100，其作用是限制meterMap里uri的个数，理论上并不会记录太多。

结论

所以到此为止，可以定结论，那就是因为引入了redisson-spring-boot-starter，导致不知情引入了spring-boot-starter-actuator。
因此默认开启了http.client.request指标的监控，关于http.client.request，有一个属性是maxUriTags，默认值是100，其作用是限制meterMap里uri的个数。但是maxUriTags起作用的地方MeterFilter没有生效。
由于maxUriTags没有生效，导致监控信息里的uri因为业务大量的GET请求中存在唯一id，本身就很占内存。压死内存的最后稻草是认证过期和补偿任务。补偿任务为保证及时性一直在频繁执行，而接口的uri里两个变量（token和uniId）导致meterMap里的key不重复，一直在插入，20万回调，token两小时更新一次，持续了两天，最终产生了124万条字符串，被map持有，无法回收。

解决方案

不需要监控
直接排除掉spring-boot-starter-actuator

需要监控但不需要http.client.request指标

management:
  metrics:
	web:
	  client:
		request:
		  autotime:
			enabled: false

需要http.client.request指标
jar包升到2.5.1或以上

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-actuator-autoconfigure</artifactId>
	<version>2.5.1</version>
</dependency>

复现：

新建测试项目

分析

actuator导致rest启动了metrics记录
在使用RestTemplateBuilder构建RestTemplate的时候，会触发懒加载的RestTemplateAutoConfiguration里的RestTemplateBuilderConfigurer，在此期间，config中会注入RestTempalteCustomizer类型的bean。

而项目中引用了redisson-spring-boot-starter，从依赖分析可以看出间接引用了actuator相关的包。

这导致会在RestTemplateMetricsConfiguration配置类中实例化一个叫做MetricsRestTemplateCustomizer的bean，这个bean会通过上面的restTepalteBuilderConfigurer.configure方法给restTemplate添加拦截器MetricsClientHttpRequestInterceptor。

拦截器的intercept方法会在finnally中最终记录此次请求的一些指标

io.micrometer.core.instrument.Timer.Builder#register->
io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry#time->
io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry#registerMeterIfNecessary->
io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry#getOrCreateMeter{
meterMap.put(mappedId, m);
}

最终存到了是SimpleMeterRegistry这个bean的meterMap中去，这个bean也是actuator-autoconfigure自动注入的

但是到目前为止，只是启动了metrics记录，假如maxUriTags有效的话，会在超过100条记录后getOrCreateMeter方法里的accept这里过滤掉，并不会走到下面的meterMap.put(mappedId, m)

为什么maxUriTags没有生效？

maxUriTags只在下图这个位置使用了，作用是构建了一个MeterFilter，根据debug我们可以确定bean是产生了的

但是在accept这里打上断点，再触发一些请求可以发现，代码并不会走到这里

往上跟，没有走到这里的情况只能是filters里没有这个MeterFilter，但我们刚才又确定metricsHttpCLientUriTagFilter这个bean是产生了的，那么就只能是没有添加到filters，也就是没有调用过meterFilter

从meterFilter往上只有可能是addFilters，一层一层往上最终到了MeterRegistryPostProcessor#postProcessAfterInitialization这个方法

我们上面说过负责记录的bean叫做simpleMeterRegistry，但是我们在这里打上条件断点发现并没有走到这里

找到SimpleMeterRegistry和MeterRegistryPostProcessor这两个bean注入的地方打断点观察，都产生了，且MeterRegistryPostProcessor比SimpleMeterRegistry产生的要早

理论上没问题，但现在确实没走到，所以只能在SimpleMeterRegistry产生的时候在org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory#applyBeanPostProcessorsAfterInitialization打断点，然后可以发现，在simpleMeterRegistry实例化快结束的时候，调用后处理器时this.beanPostProcessors确实没有MeterRegistryPostProcessor

一般来说，postPorcessor的bean注入是在refresh方法的registerBeanPostProcessors中，是早于普通bean的实例化

所以simpleMeterRegistry实例化的时候没有MeterRegistryPostProcessor是不合理的情况，定位simpleMeterRegistry是何时实例化的成了关键问题

simpleMeterRegistry的实例化时机

在new SimpleMeterRegistry这里打上断点观察堆栈发现，simpleMeterRegistry是MetricsRepositoryMethodInvocationListener的参数，MetricsRepositoryMethodInvocationListener则是metricsRepositoryMethodInvocationListenerBeanPostProcessor的参数
所以是在实例化metricsRepositoryMethodInvocationListenerBeanPostProcessor这个处理器的时候，因为依赖导致先实例化了simpleMeterRegistry这个bean依赖

导致实例化了SimpleMeterRegistry，而这个时候由于没有注册，所以SimpleMeterRegistry在执行applyBeanPostProcessorsAfterInitialization时就执行不到meterRegistryPostProcessor了

spring已经修复了这个问题，spring-boot-actuator-autoconfigure版本大于2.5.0的都已经没有问题了。解决方案
2.5.1 版本中，添加了一个这个ObjectProvider，在源头上不会立即把依赖的bean初始化完

2.5.0 版本

public Object resolveDependency(DependencyDescriptor descriptor, @Nullable String requestingBeanName,
      @Nullable Set<String> autowiredBeanNames, @Nullable TypeConverter typeConverter) throws BeansException {

   descriptor.initParameterNameDiscovery(getParameterNameDiscoverer());
   if (Optional.class == descriptor.getDependencyType()) {
      return createOptionalDependency(descriptor, requestingBeanName);
   }
   //由于使用了ObjectProvider，所以这里只是返回了一个DependencyObjectProvider
   else if (ObjectFactory.class == descriptor.getDependencyType() ||
         ObjectProvider.class == descriptor.getDependencyType()) {
      return new DependencyObjectProvider(descriptor, requestingBeanName);
   }
   else if (javaxInjectProviderClass == descriptor.getDependencyType()) {
      return new Jsr330Factory().createDependencyProvider(descriptor, requestingBeanName);
   }
   else {
   //2.5.0版本中会在这个方法加载入参依赖的bean
      Object result = getAutowireCandidateResolver().getLazyResolutionProxyIfNecessary(
            descriptor, requestingBeanName);
      if (result == null) {
         result = doResolveDependency(descriptor, requestingBeanName, autowiredBeanNames, typeConverter);
      }
      return result;
   }
}