Micrometer项目中的ConcurrentModificationException问题分析与解决方案

问题背景

在Micrometer 1.13.x版本中，当应用程序在运行时动态添加Meter过滤器时，可能会遇到ConcurrentModificationException异常。这个问题在Keycloak项目中尤为明显，当启用指标功能并多次启动/停止基于Quarkus的Keycloak服务器时，该问题会随机出现。

问题本质

这个问题的根本原因在于Micrometer核心库中对Meter过滤器集合的操作缺乏适当的同步机制。当应用程序在运行时动态添加新的Meter过滤器时，如果同时有其他线程正在遍历或修改过滤器集合，就会导致ConcurrentModificationException异常。

技术细节

在Micrometer的MeterRegistry.Config类中，Meter过滤器被存储在一个普通的HashMap中。当调用meterFilter()方法添加新的过滤器时，会执行以下操作：

1. 将现有过滤器复制到一个新的集合中
2. 添加新的过滤器
3. 用新集合替换原有集合

这个过程在多线程环境下是不安全的，特别是在过滤器集合被遍历的同时进行修改操作。

影响范围

这个问题主要影响以下场景：

• 使用Quarkus框架的应用程序
• 在运行时动态添加Meter过滤器的场景
• 使用Micrometer 1.13.x版本的项目
• 特别是与Prometheus注册表一起使用时

解决方案

Micrometer团队通过以下方式解决了这个问题：

1. 使用CopyOnWriteArrayList代替原有的HashMap来存储Meter过滤器
2. 确保所有对过滤器集合的修改操作都是线程安全的
3. 保持原有API不变，避免对用户代码造成破坏性变更

这种解决方案的优势在于：

• 读操作不需要加锁，性能影响小
• 写操作通过复制底层数组实现，保证线程安全
• 与现有API完全兼容

验证结果

Keycloak团队验证了这个修复方案，在超过100次的启动/停止测试中，原先可以稳定复现的问题不再出现。解决方案被证明是有效的。

最佳实践

对于使用Micrometer的开发者，建议：

1. 及时升级到1.13.5或更高版本
2. 如果无法立即升级，可以考虑以下临时解决方案：
   • 确保所有Meter过滤器在应用程序启动早期就完成注册
   • 避免在运行时动态添加过滤器
3. 对于Quarkus用户，注意检查Meter过滤器的注册时机

总结

Micrometer 1.13.5版本修复了一个重要的线程安全问题，该问题会导致在多线程环境下动态添加Meter过滤器时出现ConcurrentModificationException。这个修复对于依赖动态过滤器配置的应用程序尤为重要，特别是那些使用Quarkus框架的项目。建议所有使用Micrometer 1.13.x版本的用户尽快升级到1.13.5或更高版本。