Oracle JDK7 bug 发现、分析与解决实战

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发布于: 2020 年 07 月 20 日
众所周知，Oracle JDK  是 Java 语言的绝对权威，很多时候 JDK 与 Java 语言近似一个概念。但我们始终要保持实事求是的精神，敢于质疑。本文记录了一次线上troubleshoot 实战，包含问题分析、解决并提交 Oracle JDK bug 的核心过程。
一、背景现象 
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总之 就是某系统上线后 CLOSE_WAIT数量随着时间增加而大量增加，持续触发多个告警。
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二、分析定位过程部署了一个节点，用来复现之前出现的问题。
Step1 问题聚焦
先查看到底是哪些IP之间的连接产生了大量CLOSE_WAIT，另外系统还会涉及调第三方，总之要确认连接建立的双方。
执行命令：   
netstat -np | grep tcp|grep "CLOSE_WAIT"
结果： 
（ps：xxx、yyy、zzz 均无含义，基于信息安全考虑，屏蔽掉 ip）。
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tcp     3547      0 10.107.17.xxx:34602         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:59088         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:58028         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:51962         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp     3563      0 10.107.17.xxx:46962         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:34608         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:46496         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
           
tcp       38      0 10.107.17.xxx:50774         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:59904         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:40208         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:41064         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:36994         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
  
tcp     3547      0 10.107.17.xxx:45080         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp     6235      0 10.107.17.xxx:60966         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:56178         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp     3547      0 10.107.17.xxx:39922         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:43270         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:40926         zzz.202.32.242:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:44472         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp     2891      0 10.107.17.xxx:43036         zzz.202.32.241:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
........
........
 
tcp       38      0 10.107.17.xxx:33472         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:51976         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:57788         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:35638         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:43778         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:46418         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:49914         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:49258         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:48718         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:51480         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:59816         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:49266         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:50246         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java         
tcp       38      0 10.107.17.xxx:39324         yyy.12.230.115:443          CLOSE_WAIT  19819/java
总之： 
yyy.12.230.115
zzz.202.32.241
zzz.202.32.241
这个三个IP是导火索。
Step2 问题分析
这三个IP具体是谁？具体是请求了哪个接口？
暂时无法直接获知！最直接的导火索暂时断了线索。接着从侧面开始查看更多信息，
JVM信息
抓包
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得到线索：发现大量的RST
那么是什么操作会导致CLOSE_WAIT呢？什么样的连接导致大量RST呢(可参考RST通常原因)？ 
Step3 代码分析定位
运维大佬的协助查询，得知这三个IP是图片CDN服务。
至此，可以定位到具体代码逻辑，图片CDN请求可以排查代码。
仔细分析这部分源码后，推测因为服务器 发起 URL请求，请求不存在，导致抛出异常，但是JDK中却没有地方关闭Socket。
javax.imageio.read（URL）
/**
   * Returns a <code>BufferedImage</code> as the result of decoding
   * a supplied <code>URL</code> with an <code>ImageReader</code>
   * chosen automatically from among those currently registered.  An
   * <code>InputStream</code> is obtained from the <code>URL</code>,
   * which is wrapped in an <code>ImageInputStream</code>.  If no
   * registered <code>ImageReader</code> claims to be able to read
   * the resulting stream, <code>null</code> is returned.
   *
   * <p> The current cache settings from <code>getUseCache</code>and
   * <code>getCacheDirectory</code> will be used to control caching in the
   * <code>ImageInputStream</code> that is created.
   *
   * <p> This method does not attempt to locate
   * <code>ImageReader</code>s that can read directly from a
   * <code>URL</code>; that may be accomplished using
   * <code>IIORegistry</code> and <code>ImageReaderSpi</code>.
   *
   * @param input a <code>URL</code> to read from.
   *
   * @return a <code>BufferedImage</code> containing the decoded
   * contents of the input, or <code>null</code>.
   *
   * @exception IllegalArgumentException if <code>input</code> is
   * <code>null</code>.
   * @exception IOException if an error occurs during reading.
   */ 
public static BufferedImage read(URL input) throws IOException {
      if (input == null) {
          throw new IllegalArgumentException("input == null!");
      }
 
      InputStream istream = null;
      try {
       //此处，建立TCP连接！并且直接获取流,因为流数据不存在，进入cache块，抛出！
          istream = input.openStream();
      } catch (IOException e) {
          throw new IIOException("Can't get input stream from URL!", e);
      }
      ImageInputStream stream = createImageInputStream(istream);
      BufferedImage bi;
      try {
          bi = read(stream);
          if (bi == null) {
              stream.close();
          }
      } finally {
          istream.close();
      }
      return bi;
  }
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可以看到JDK并没有关闭 ImageIO.read(url) 代码中封装的Socket连接！CDN会请求超时关闭导致服务器处于CLOSE_WAIT？限于网络经验有限，并不能100%确认我的想法。所以模拟下吧。
Step4  复现与模拟
根据系统业务源码，快速模拟：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 
    ExecutorService ex = Executors.newFixedThreadPool(100);
    for (int i = 0; i < 5000; i++) {
        ex.execute(task());
    }
}
 
/**
 * @throws IOException
 * @throws MalformedURLException
 */
private static Runnable task() {
 
    return new Runnable() {
 
        @Override
        public void run() {
            // domain must exists,but file doesnot.
            String vivofsUrl = "https://vivobbs.xx.yy.zz/wiwNWYCFW9ieGbWq/20181129/3a2adfde12cd328d81f965088890eeffff.jpg";
 
            File file = null;
 
            BufferedImage image = null;
 
            try {
                file = File.createTempFile("abc", "jpg");
 
                URL url1 = new URL(vivofsUrl);
                image = ImageIO.read(url1);
 
            } catch (Throwable e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (null != file) {
                    file.delete();
                }
                if (null != image) {
                    image.flush();
                    image = null;
                }
 
            }
        }
    };
}
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抓包
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TCP查看
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问题复现！
Step5 沟通后提报bug
report 给Oracle。
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三、Oracle沟通提单之后，Oracle跟我联系沟通。截取部分邮件内容，仅供参考。
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已被采纳
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四、疑点与不足TCP状态机的流转不够熟悉透彻。导致一些问题不能从TCP状态机分析推理，知识的全面精通需要不断提高。
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