SpringBoot Actuator 潜在的 OOM 问题

此问题背景产生于近期需要上线的一个功能的埋点；主要表现就是在应用启动之后的一段时间内，内存使用一直呈现递增趋势。

下图为场景复线后，本地通过 jconsole 查看到的内部使用走势图。

实际环境受限于配置，内存不会膨胀

背景&问题

应用 a 使用 rest template 通过 http 方式调用 应用 b，应用项目中开启了 actuator，api 使用的是 micrometer；在 client 调用时，actuator 会产生一个 name 为 http.client.requests 的 metrics，此 metric 的 tag 中包含点目标的 uri。

应用 b 提供的接口大致如下：

@RequestMapping("test_query_params")
public String test_query_params(@RequestParam String value) {
    return value;
}

@RequestMapping("test_path_params/{value}")
public String test_path_params(@PathVariable String value) {
    return value;
}

http://localhost:8080/api/test/test_query_params?value=

http://localhost:8080/api/test/test_path_params/{value}_

期望在 metric 的收集结果中应该包括两个 metrics，主要区别是 tag 中的 uri 不同，一个是 api/test/test_query_params， 另一个是 api/test/test_path_params/{value}；实际上从拿到的 metrics 数据来看，差异很大，这里以 pathvariable 的 metric 为例，数据如下：

tag: "uri",
values: [
"/api/test/test_path_params/glmapper58",
"/api/test/test_path_params/glmapper59",
"/api/test/test_path_params/glmapper54",
"/api/test/test_path_params/glmapper55",
"/api/test/test_path_params/glmapper56",
"/api/test/test_path_params/glmapper57",
"/api/test/test_path_params/glmapper50",
"/api/test/test_path_params/glmapper51",
"/api/test/test_path_params/glmapper52",
"/api/test/test_path_params/glmapper53",
"/api/test/test_path_params/glmapper47",
"/api/test/test_path_params/glmapper48",
"/api/test/test_path_params/glmapper49",
"/api/test/test_path_params/glmapper43",
"/api/test/test_path_params/glmapper44",
"/api/test/test_path_params/glmapper45",
"/api/test/test_path_params/glmapper46",
"/api/test/test_path_params/glmapper40",
"/api/test/test_path_params/glmapper41",
"/api/test/test_path_params/glmapper42",
"/api/test/test_path_params/glmapper36",
"/api/test/test_path_params/glmapper37",
"/api/test/test_path_params/glmapper38",
"/api/test/test_path_params/glmapper39",
"/api/test/test_path_params/glmapper32",
"/api/test/test_path_params/glmapper33",
"/api/test/test_path_params/glmapper34",
"/api/test/test_path_params/glmapper35",
"/api/test/test_path_params/glmapper30",
"/api/test/test_path_params/glmapper31",
"/api/test/test_path_params/glmapper25",
"/api/test/test_path_params/glmapper26",
....
]

可以非常明显的看到，这里将{value} 参数作为了 uri 组件部分，并且体现在 tag 中，并不是期望的 api/test/test_path_params/{value}。

问题原因及解决

两个问题，1、这个埋点是怎么生效的，先搞清楚这个问题，才能顺藤摸瓜。2、怎么解决。

默认埋点是如何生效的

因为是通过 resttemplate 进行调用访问，那么埋点肯定也是基于对 resttemplate 的代理；按照这个思路，笔者找到了 org.springframework.boot.actuate.metrics.web.client.MetricsRestTemplateCustomizer 这个类。RestTemplateCustomizer 就是对 resttemplate 进行定制的，MetricsRestTemplateCustomizer 通过名字也能得知期作用是为了给 resttemplate 增加 metric 能力。

再来讨论 RestTemplateCustomizer，当使用RestTemplateBuilder构建RestTemplate时，可以通过RestTemplateCustomizer进行更高级的定制，所有RestTemplateCustomizer beans 将自动添加到自动配置的RestTemplateBuilder。也就是说如果 想 MetricsRestTemplateCustomizer 生效，那么构建 resttemplate 必须通过 RestTemplateBuilder 方式构建，而不是直接 new。

http.client.requests 中的 uri

塞 tag 的代码在org.springframework.boot.actuate.metrics.web.client.RestTemplateExchangeTags 类中，作用时机是在 MetricsClientHttpRequestInterceptor 拦截器中。当调用执行完成后，会将当次请求 metric 记录下来，在这里就会使用到 RestTemplateExchangeTags 来填充 tags。 下面仅给出 uri 的部分代码

/**
 * Creates a {@code uri} {@code Tag} for the URI of the given {@code request}.
 * @param request the request
 * @return the uri tag
 */
public static Tag uri(HttpRequest request) {
	return Tag.of("uri", ensureLeadingSlash(stripUri(request.getURI().toString())));
}

/**
 * Creates a {@code uri} {@code Tag} from the given {@code uriTemplate}.
 * @param uriTemplate the template
 * @return the uri tag
 */
public static Tag uri(String uriTemplate) {
	String uri = (StringUtils.hasText(uriTemplate) ? uriTemplate : "none");
	return Tag.of("uri", ensureLeadingSlash(stripUri(uri)));

其余的还有 status 和 clientName 等 tag name。

通过断点，可以看到，这里 request.getURI() 拿到的是带有参数的完整请求链接。

这些 tag 的组装最终在 DefaultRestTemplateExchangeTagsProvider 中完成，并返回一个 列表。

private Timer.Builder getTimeBuilder(HttpRequest request, ClientHttpResponse response) {
    return this.autoTimer.builder(this.metricName)
                // tagProvider 为 DefaultRestTemplateExchangeTagsProvider
				.tags(this.tagProvider.getTags(urlTemplate.get().poll(), request, response))
				.description("Timer of RestTemplate operation");
}

解决

这里先来看下官方对于 request.getURI 的解释

/**
 * Return the URI of the request (including a query string if any,
 * but only if it is well-formed for a URI representation).
 * @return the URI of the request (never {@code null})
 */
URI getURI();

返回请求的 URI，这里包括了任何的查询参数。那么是不是拿到不用参数的 path 就行呢？

这里尝试通过 request.getURI().getPath() 拿到了预期的 path（@pathvariable 拿到的是模板）。

再回到 DefaultRestTemplateExchangeTagsProvider，所有的 tag 都是在这里完成组装，这个类明显是一个默认的实现(Spring 体系下基本只要是Defaultxxx 的，一般都能扩展 )，查看它的接口类 RestTemplateExchangeTagsProvider 如下：

/**
 * Provides {@link Tag Tags} for an exchange performed by a {@link RestTemplate}.
 *
 * @author Jon Schneider
 * @author Andy Wilkinson
 * @since 2.0.0
 */
@FunctionalInterface
public interface RestTemplateExchangeTagsProvider {

	/**
	 * Provides the tags to be associated with metrics that are recorded for the given
	 * {@code request} and {@code response} exchange.
	 * @param urlTemplate the source URl template, if available
	 * @param request the request
	 * @param response the response (may be {@code null} if the exchange failed)
	 * @return the tags
	 */
	Iterable<Tag> getTags(String urlTemplate, HttpRequest request, ClientHttpResponse response);

}

RestTemplateExchangeTagsProvider 的作用就是为 resttemplate 提供 tag 的，所以这里通过自定义一个 RestTemplateExchangeTagsProvider，来替换DefaultRestTemplateExchangeTagsProvider，以达到我们的目标，大致代码如下：

@Override
 public Iterable<Tag> getTags(String urlTemplate, HttpRequest request, ClientHttpResponse response) {
    Tag uriTag;
    // 取 request.getURI().getPath() 作为 uri 的 value
    if (StringUtils.hasText(request.getURI().getPath())) {
      uriTag = Tag.of("uri", ensureLeadingSlash(stripUri(request.getURI().getPath())));
    } else {
      uriTag = (StringUtils.hasText(urlTemplate) ? RestTemplateExchangeTags.uri(urlTemplate)
                    : RestTemplateExchangeTags.uri(request));
    }
    return Arrays.asList(RestTemplateExchangeTags.method(request), uriTag,
                RestTemplateExchangeTags.status(response), RestTemplateExchangeTags.clientName(request));
    }

会不会 OOM

理论上，应该参数不同，在使用默认 DefaultRestTemplateExchangeTagsProvider 的情况下，meter 会随着 tags 的不同迅速膨胀，在 micrometer 中，这些数据是存在 map 中的

// Even though writes are guarded by meterMapLock, iterators across value space are supported
// Hence, we use CHM to support that iteration without ConcurrentModificationException risk
private final Map<Id, Meter> meterMap = new ConcurrentHashMap<>();

一般情况下不会，这里是因为 spring boot actuator 自己提供了保护机制，对于默认情况，tags 在同一个 metric 下，最多只有 100 个

/**
* Maximum number of unique URI tag values allowed. After the max number of
* tag values is reached, metrics with additional tag values are denied by
* filter.
*/
private int maxUriTags = 100;

如果你想使得这个数更大一些，可以通过如下配置配置

management.metrics.web.client.max-uri-tags=10000

如果配置值过大，会存在潜在的 oom 风险。