使用SequoiaDB驱动多线程开发常见错误分析

一、摘要

工作上的需要，最近使用国内的一款NoSQL数据库SequoiaDB。由于对SequoiaDB不太了解，刚开始在驱动的使用上踩了不少坑，这里做一个简单的分享。SequoiaDB在多线程应用中，需要确保一个连接对象(以及由其衍生出来的所有集合或其它对象)不会同时被多个线程所访问。大家在使用驱动进行多线程开发时，如果使用不当，有可能会遇到各种各样的问题。本文将给大家讲述在使用SequoiaDB驱动进行多线程开发时，应该注意的问题。

二、现象描述

下面是使用使用不当，而可能导致的一些结果：

• 客户端收到-65(Unexpected result received)错误。
• 客户端卡死
• 客户端得到不正确的结果
• 客户端崩溃

为了分析以上几种错误，我们需要了解SequoiaDB驱动在实现上的一些细节。
目前(1.12)SequoiaDB驱动一般会有以下几种类(以本人使用Java驱动为例，其它驱动也一样):

• Sequoiadb
• CollectionSpace
• DBCollection
• DBCursor
• DBLob
• DBDomain
• ReplicaGroup
• ReplicaNode

这些类在实现上，有以下两个特点：
1. 所有对象共用Sequoiadb对象的socket，如下面代码所示：

Sequoiadb db       = null;CollectionSpace cs = null;DBCollection cl    = null;DBCursor cursor    = null;DBLob lob          = null;...db = new Sequoiadb("192.168.20.42", 11810, "", ""); // 建立连接cs = db.createCollectionSpace("foo");cl = cs.createCollection("bar");cursor = cl.query();lob = cl.createLob();...

建立连接后，db对象将持有一个socket对象，当db对象创建cs对象，cs对象创建cl对象，cl对象创建cursor,lob对象后，所有对象都共用db所持有的socket对象。如果将这些对象分配到不同的线程中去使用，将会面临一个socket对象在多个线程中使用的问题。目前，SequoiaDB驱动并没有对这个共用的socket对象加锁保护。所以，将这些共用同一个socket的对象放到不同的线程去使用是不安全的。
2. 每个对象都有自己的send buffer/receive buffer
上述的每个对象，都有各自的独立的send buffer/receive buffer。这些buffer在使用的时候也是没有加锁保护的。如果将一个对象，放在多个线程中去使用，有可能出现对象发送或接收的内容被修改的情况。

SequoiaDB所有驱动都没有加锁保护。由于存在以上两点，大家在使用多线程开发时，需要合理使用这些对象。

三、问题分析

对上面列出的几种错误情况，下面讲述它们出错的原因。

1. 客户端收到-65(Unexpected result received)错误。
当多线程使用不当时，客户端最容易收到-65(Unexpected result received)错误。SequoiaDB驱动每次和数据库交互时，都会校验它发送和接收的消息。如果驱动发送的是一个query的请求，但却收到一个update请求的应答，那么驱动将报出一个-65的错误。造成这种收错消息的原因基本上就像上面所说的：1、共用一个socket的两个对象放在不同的线程中使用，造成彼此收错消息的情况。2、同一个对象(假设为cl对象)，放在了不同的线程中使用，cl在A线程中把query请求的应答收回到receive buffer中,准备提取query的结果时，cl在B线程中update请求的应答刚好也收回到receive buffer中，并把query请求的内容覆盖掉，这时，cl在A线程中便出现收错消息的情况。

2. 客户端卡死
这种情况发生在客户端发送一个请求给数据库，而数据库没有发应答数据包给客户端的时候。在Sequoiadb驱动与数据库交互的命令中，有几个命令数据库是不需要回复应答给驱动的，disconnect就是其中一个。考虑以下场景：db对象被放到A、B两个线程。在A线程中，db发了一个create collection space的消息给数据库，数据库收到这个请求，需要回复一个应答给驱动。但是，在A线程中，db对象准备发送消息的前一刻，send buffer中的内容被B线程中的db对象修改了，改为了发送一个disconnect的消息。这样，数据库只收到一个disconnect的消息，它不会给A线程的db对象回应答包，于是，A线程就出现死等的情况。

3. 客户端得到不正确的结果
这个情况和收到-65错误的情况很相似。假设在A、B两个线程中，共用同一个socket的两个cl对象都向数据库发送不同条件的query请求，而结果它们又彼此收错了对方的应答消息包，那么业务层必然得到错误的结果。

4. 客户端崩溃
对象的send buffer/receive buffer的大小根据不同消息命令可以设置不同的大小，如果将一个对象放在不同线程去使用，有可能出现A线程在使用buffer的时候，buffer刚好被B线程删除掉，重新建。这时，A线程就极有可能因为访问非法内存而导致整个客户端崩溃。另外一种可能是，A线程在发送或接收前一刻，socket资源被B线程释放了，那么，A线程也面临着访问非法内存而导致客户端崩溃的问题。

四、建议

以上分析了几种在多线程中不恰当使用对象而导致错误的情况。目前，SequoiaDB驱动对于多线程并发的场景还有很大可以提升的空间。如果大家需要使用多线程开发，应当避免：

• 将共用同一个socket的几个对象放到不同的线程使用。
• 将一个对象放到不同的线程中使用。

大家可以如下使用SequoiaDB驱动在多线程中开发：

• 共用同一socket的对象只能被同一线程持有
• 确保共用同一socket的所有对象都释放后，再释放db对象(Sequoiadb对象)