Load alto causado por um HashMap

Recentemente tivemos um problema em produção com nosso sistema. O load do servidor aumentava gradativamente chegando a um ponto em que era necessário reinicia-lo. Para quem não sabe, o load é um cálculo que indica quantas threads estão executando ou tentando executar em um determinado período. Ou seja, este problema de load alto poderia então ser causado por uma grande quantidade de acessos, no entanto, o load não baixava em periodos de pouco acesso, e até mesmo quando tirávamos o servidor do balanceamento.

Para analisar as threads que estavam executando, lançamos mão de um Thread Dump em dois momentos, antes de tirarmos a máquina do balanceamento, e outra uma hora depois de tirá-la. No Java, para obter um Thread Dump basta executar o seguinte comando, onde o processo_id é o pid do processo Java que queremos analisar.

kill -QUIT processo_id

Com o resultado em mãos descobrimos que antes e depois de tirarmos o servidor do balanceamento havia uma thread executando (runnable) travada na linha 325 de um HashMap. Veja a descrição dessa thread abaixo:

"ExecuteThread: '94' for queue: 'default'" daemon prio=5 tid=0x00b525a0 nid=0x2c runnable [0x63bfe000..0x63bffc28]
at java.util.HashMap.get(HashMap.java:325)
(...)

Foi então que descobrimos o problemas. Procuramos no Google por esta linha e encontramos diversas pessoas com o mesmo problema e até mesmo notificações deste possível bug para Sun. Contudo, isto não é um bug. O que acontece é que a classe HashMap não é thread safe, nem mesmo para seus métodos put e get. Portanto, se diversas threads gravam e recuperam valores de um HashMap, pode ocorrer problemas como esse. De fato, se olharmos o código de HashMap, podemos perceber que o método get tem grandes possibilidades de entrar em loop infinito.

A solução recomendade pela Sun é utilizar o wrapper sincronizado para mapas Collections.synchronizedMap(new HashMap()), ou utilizar a classe ConcurrentHashMap da api de concorrência incorporada ao Java 5, a java.util.concurrent. Para quem não pode utilizar o Java 5, pode-se utilizar a versão back-port da java.util.concurrent. No nosso caso, utilizamos essa versão backport.