Apache Dubbo 中 DefaultFuture 引发的 ClassCircularityError 问题分析

问题现象

在 Apache Dubbo 3.2.10 版本中，当应用程序启动后不久，可能会遇到一个严重的运行时异常："java.lang.ClassCircularityError: java/util/concurrent/ThreadLocalRandom"。这个错误会导致应用程序无法正常处理 RPC 请求，通常需要重启应用才能恢复。

错误堆栈分析

从错误堆栈来看，问题发生在 DefaultFuture 类的初始化过程中。具体调用链如下：

1. DefaultFuture 构造函数中尝试向 FUTURES 这个 ConcurrentHashMap 添加元素
2. ConcurrentHashMap 在 put 操作时调用 addCount 方法
3. addCount 方法内部尝试获取 ThreadLocalRandom 的 probe 值
4. 此时 JVM 抛出 ClassCircularityError

根本原因

经过深入分析，这个问题实际上是由 SkyWalking APM 的线程池插件引起的。具体原因包括：

1. SkyWalking 的 apm-jdk-threadpool-plugin 插件对 java.util.concurrent 包下的类进行了字节码增强
2. 这种增强导致了 JVM 类加载器的类循环依赖问题
3. ThreadLocalRandom 类在初始化过程中被干扰，无法正常完成初始化
4. 当 ConcurrentHashMap 尝试使用 ThreadLocalRandom 时，JVM 检测到类循环依赖并抛出错误

技术细节

ClassCircularityError 是 JVM 在检测到类循环依赖时抛出的错误。在这个案例中：

1. ThreadLocalRandom 是 JUC 包中的关键类，用于生成随机数
2. ConcurrentHashMap 使用 ThreadLocalRandom 来实现高效的哈希分散
3. 当这些核心类被 APM 工具修改后，破坏了 JVM 的类加载顺序
4. 在类初始化阶段，JVM 检测到 ThreadLocalRandom 的初始化尚未完成就被使用，违反了类加载规则

解决方案

针对这个问题，有以下几种解决方案：

1. 升级 SkyWalking 到修复此问题的版本（9.1.0 之后的版本）
2. 禁用 SkyWalking 的线程池插件（apm-jdk-threadpool-plugin）
3. 在 Dubbo 配置中调整 FUTURES 的初始化时机，避免在关键路径上使用

最佳实践

对于生产环境，建议：

1. 谨慎选择 APM 工具的插件，避免对 JUC 核心类进行增强
2. 在测试环境中充分验证 APM 工具与中间件的兼容性
3. 监控类加载相关的错误日志，及时发现类似问题
4. 保持 Dubbo 和 APM 工具的版本更新，获取官方修复

总结

这个问题展示了在 Java 生态系统中，APM 工具与中间件框架交互时可能出现的复杂问题。理解 JVM 类加载机制和并发工具类的内部实现，对于诊断和解决这类问题至关重要。通过合理的工具选择和配置，可以避免这类运行时错误，确保系统的稳定性。