Санкт-Петербургская группа тестирования JVM

DTrace: осторожно с глобальными переменными В DTrace есть 3 вида переменных:

1. глобальные (global)—доступны везде.
2. локальные в рамках потока (thread-local)—переменные определяются в области, локальной для каждого потока ОС и как следствие доступны в пробах, срабатываемых в рамках этих потоков. Доступ к этим переменным осуществляется с помощью префикса self->.
3. локальные в рамках пробы (clause-local)—переменные доступны только в рамках определенных действий для конкретной пробы. В каком-то смысле эти переменные напоминают статические переменные в языке C, определенные в рамках функции. Доступ к этим переменным осуществляется с помощью префикса this->.

В общем-то из названий переменных сценарии использования различных типов переменных вполне очевидны. Хочется обратить внимание на то, что глобальные переменные не являются MP-safe (их использование небезопасно в многопроцессорных системах). Т.е., если проба срабатывает на нескольких процессорах одновременно (в свою очередь в рамках различных потоков) и в рамках действия для этой пробы увеличивается значение некой глобальной переменной, то атомарность этих действий не гарантируется и, как следствие, значение переменной может оказаться неверным.

Для демонстрации рассмотрим пример с использванием пробы hotspot:::object-alloc.

Напишем небольшую Java програму (ObjectAllocator.java), которая будет создавать 100.000 объектов типа ObjectToAlloc в 10 параллельных потоках:

class ObjectToAlloc { }

class ObjectAllocatorThread extends Thread {

   static final int OBJECTS_CNT = 10000;

   ObjectAllocatorThread(String name) {
      super(name);
   }

   public void run() {
      // создаем объекты
      for (int i=0; i < OBJECTS_CNT; i++)
         new ObjectToAlloc();
   }
}

public class ObjectAllocator {

   static final int THREADS_CNT = 10;

   static public void main(String[] args) throws Exception {

      ObjectAllocatorThread[] threads = new ObjectAllocatorThread[THREADS_CNT];

      // создаем потоки
      for (int i=0; i < THREADS_CNT; i++)
         threads[i] = new ObjectAllocatorThread("ObjectAllocatorThread_" + i);

      // запускаем потоки
      for (int i=0; i < THREADS_CNT; i++)
         threads[i].start();

      // ждем завершения потоков
      for (int i=0; i < THREADS_CNT; i++)
         threads[i].join();
      
   }
}                                 

Теперь напишем D-скрипт object_allocation_stat.d, который будет считать сколько объектов типа ObjectToAlloc было создано в рамках Java программы.

#!/usr/sbin/dtrace -Zs

#pragma D option quiet

long long ALLOCATED_OBJECTS_CNT;

hotspot$target:::object-alloc
{    
    self->str_ptr = (char*) copyin(arg1, arg2+1);
    self->str_ptr[arg2] = '\0';
    self->class_name = (string) self->str_ptr;
}

hotspot$target:::object-alloc
/ self->class_name == "ObjectToAlloc" /
{
    ALLOCATED_OBJECTS_CNT ++;

    @allocs_count[tid] = count();
}

:::END
{
    printf("%10s %10s\n", "thread", "objects");
    printa("%10d %10@d\n", @allocs_count);

    printf("\nALLOCATED_OBJECTS_CNT: %d\n", ALLOCATED_OBJECTS_CNT);
}

Компилируем ObjectAllocator.java и делаем object_allocation_stat.d исполняемым.

% $JDK6_HOME/javac ObjectAllocator.java
% chmod +x object_allocation_stat.d

Запускаем object_allocation_stat.d и видим, что значение глобальной переменной ALLOCATED_OBJECTS_CNT совсем не 100000.

% ./object_allocation_stat.d -c "$JDK6_HOME/java -XX:+ExtendedDTraceProbes ObjectAllocator"

    thread    objects
        13      10000
        14      10000
        15      10000
        16      10000
        17      10000
        18      10000
        19      10000
        20      10000
        21      10000
        22      10000

ALLOCATED_OBJECTS_CNT: 94007                

Ошибка? Нет.

Со слов автора DTrace, реализовать корректную поддержку глобальных переменных DTrace в много-процессорном окружении практически невозможно. По-видимому, дело в том, что такая реализация скажется на производительности даже если DTrace не используется.

Так что будьте внимательны при использовании глобальных переменных!