一、背景介绍

某应用在压测过程机器cpu使用率超过80%，通过在线诊断工具进行CPU采样生成的火焰图，看到程序中频繁调用environment.getProperty()获取属性值，而其内部调用了JndiPropertySource.getProperty()

通过在线诊断工具进行CPU采样生成的火焰图

问题解决

属性进行缓存，这里通过@Value+set方法注入到静态变量。后使用Forcebot平台进行单机压测（结果）：cpu在70%左右，改造前qps550，改造后qps900，性能提升63%

两个疑问

1）为什么从properties文件获取属性值会使用到JNDI服务？

2）如何解决，避免使用JNDI服务获取属性值？

二、为什么会使用到JNDI

1、什么是JNDI

JNDI（Java Naming and Directory Interface）是Java的一种命名和目录服务接口，提供了查找和访问由名称命名的对象的方法。这些对象可以是任何类型的Java对象，例如数据源、消息队列、邮件会话等。

JNDI服务的主要用途有：
1. 资源管理：在Java EE环境中，JNDI通常用于管理和配置资源，如数据库连接池、JMS队列/主题、邮件会话等。这些资源会被配置在服务器级别，并在JNDI环境中注册。然后，应用程序可以通过查找这些资源的JNDI名称来使用它们，而不需要自己管理这些资源的生命周期。
2. 远程对象查找：在分布式系统中，JNDI可以用于查找远程对象，如EJB（Enterprise JavaBeans）对象。这些远程对象会在JNDI环境中注册，然后客户端可以通过查找这些对象的JNDI名称来获取对它们的引用。
3. 目录服务：JNDI可以用于访问各种目录服务，如LDAP（Lightweight Directory Access Protocol）和DNS（Domain Name System）。你可以使用JNDI来查询、更新和删除目录中的条目。
总的来说，JNDI是一种灵活的服务，它可以帮助Java应用程序与各种环境和资源交互，而无需知道这些资源的具体实现细节。

然而对于一些现代的、轻量级的、微服务架构的应用，人们可能会倾向于不使用JNDI，原因主要有以下几点：
1. 复杂性：JNDI是一个强大且灵活的服务，但它也相当复杂。使用JNDI通常需要对Java EE、命名服务和目录服务有深入的了解。对于一些简单的应用，使用JNDI可能会引入不必要的复杂性。
2. 环境依赖：JNDI通常需要运行在Java EE服务器上。这意味着如果你的应用使用了JNDI，那么它可能就无法在没有Java EE服务器的环境（如简单的Java SE环境或轻量级的容器环境）中运行。
3. 测试难度：由于JNDI依赖于运行环境，所以在单元测试或集成测试中模拟JNDI环境可能会很困难。
4. 现代替代方案：许多现代的Java框架，如Spring和Micronaut，提供了更简单、更灵活的方式来管理和配置资源。例如，你可以使用Spring的依赖注入和外部配置功能来配置数据库连接池，而无需使用JNDI。

因此，虽然JNDI仍然在某些场合有其用处，但在许多现代Java应用中，人们可能会选择使用更简单、更灵活的替代方案。

2、JNDI属性源如何被添加的

调用过程：SpringApplication#run(java.lang.String...)  -> SpringApplication#prepareEnvironment ->  SpringApplication#getOrCreateEnvironment

private ConfigurableEnvironment getOrCreateEnvironment() {
   if (this.environment != null) {
      return this.environment;
   }
   switch (this.webApplicationType) {
   case SERVLET:
      return new StandardServletEnvironment();
   case REACTIVE:
      return new StandardReactiveWebEnvironment();
   default:
      return new StandardEnvironment();
   }
}

webApplicationType如果是SERVLET，则创建一个StandardServletEnvironment对象，它继承类StandardEnvironment，而类StandardEnvironment又继承类AbstractEnvironment，构造方法中调用方法customizePropertySources

public AbstractEnvironment() {
   customizePropertySources(this.propertySources);
   if (logger.isDebugEnabled()) {
      logger.debug("Initialized " + getClass().getSimpleName() + " with PropertySources " + this.propertySources);
   }
}

StandardServletEnvironment重写了方法customizePropertySources，此方法中判断如果JNDI服务可用，则会添加JndiPropertySource

@Override
protected void customizePropertySources(MutablePropertySources propertySources) {
    propertySources.addLast(new StubPropertySource(SERVLET_CONFIG_PROPERTY_SOURCE_NAME));
    propertySources.addLast(new StubPropertySource(SERVLET_CONTEXT_PROPERTY_SOURCE_NAME));
    if (JndiLocatorDelegate.isDefaultJndiEnvironmentAvailable()) {
	propertySources.addLast(new JndiPropertySource(JNDI_PROPERTY_SOURCE_NAME));
    }
    super.customizePropertySources(propertySources);
}

判断JNDI服务是否可用的方法JndiLocatorDelegate#isDefaultJndiEnvironmentAvailable

public static boolean isDefaultJndiEnvironmentAvailable() {
   if (shouldIgnoreDefaultJndiEnvironment) {
      return false;
   }
   try {
      new InitialContext().getEnvironment();
      return true;
   }
   catch (Throwable ex) {
      return false;
   }
}

private static final boolean shouldIgnoreDefaultJndiEnvironment = SpringProperties.getFlag(IGNORE_JNDI_PROPERTY_NAME);

public static final String IGNORE_JNDI_PROPERTY_NAME = "spring.jndi.ignore";

spring.jndi.ignore默认为null，变量shouldIgnoreDefaultJndiEnvironment则为false。

主要看new InitialContext().getEnvironment()是否会抛异常，对于使用Spring Boot构建的web应用来讲

• 打包方式如果是jar包，因嵌入式Servlet容器通常不支持JNDI，则会抛异常，返回false
• 打包方式如果是war包，部署到外部Servlet容器（如Tomcat）默认支持JNDI，则会成功，返回true

3、为什么会使用到JNDI属性源

通过environment.getProperty(key)获取属性值，首先会进入AbstractEnvironment#getProperty(String key)，解析器是PropertySourcesPropertyResolver，调用方法PropertySourcesPropertyResolver#getProperty(java.lang.String, java.lang.Class<T>, boolean)

ConfigurationPropertySourcesPropertySource会添加到首位（具体在org.springframework.boot.context.properties.source.ConfigurationPropertySources#attach），它其实是一种特殊的属性源，将Environment中所有其他属性源转化为ConfigurationPropertySource并作为自己的属性源。具体在ConfigurationPropertySourcesPropertySource#findConfigurationProperty()方法中获取属性值

依次循环去获取，取到则返回。这里可以看出在PropertySourceList中JndiPropertySource比OriginTrackedMapPropertySource（application.properties）靠前，由于是顺序读取，所以会先从JndiPropertySource中取值，取不到后才会从OriginTrackedMapPropertySource取值。

而JndiPropertySource需要在JNDI服务器查询属性，可能会进行网络通信。如果你的应用没有相关的JNDI配置，那主要在于初始化JNDI上下文以及进行无效的查询操作，这个耗时也会高于从OriginTrackedMapPropertySource的Map内存数据结构中获取。

PropertySource的优先级

Spring Boot中的`PropertySource`的优先级从高到低如下：

1. Devtools全局设置属性（`spring.devtools.*`）（只有在开发者工具存在的情况下）
2. `@TestPropertySource`注解在测试中的属性。
3. `@SpringBootTest#properties`注解在测试中的属性。
4. 命令行参数。
5. `SPRING_APPLICATION_JSON`中的属性（内联JSON嵌入在环境变量中）。
6. `ServletConfig`初始化参数。
7. `ServletContext`初始化参数。
8. `JNDI`属性从`java:comp/env`。
9. Java系统属性（`System.getProperties()`）。
10. 操作系统环境变量。
11. `RandomValuePropertySource`属性只有`random.*`的属性存在。
12. JAR包外部的应用程序配置文件（`application-{profile}.properties`和`YAML`变体）。
13. JAR包内部的应用程序配置文件（`application-{profile}.properties`和`YAML`变体）。
14. 在配置类上的`@PropertySource`注解。
15. 默认属性（使用`SpringApplication.setDefaultProperties`指定）。

详情见官方文档： https://docs.spring.io/spring-boot/docs/current/reference/html/features.html#features.external-config

三、如何避免使用JNDI

通过上述的分析，可以得到以下三种方式避免使用JNDI

方式一：通过jar包部署（推荐）

方式二：war包部署，关闭JNDI服务

java_opts环境变量中添加配置：-Dspring.jndi.ignore=true

方式三：war包部署，自定义调整PropertySource顺序（不推荐）

四、经验总结

强烈建议大家使用Forcebot平台压测任务配合在线诊断工具，可以方便的检查出工程中不合理的地方，进行性能优化，降本增效。

Forcebot帮助文档： https://doc.jd.com/forcebot/helper/

在线诊断帮助文档：https://cf.jd.com/pages/viewpage.action?pageId=446934218