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Jess 规则引擎在 Java 13+ 中性能显著下降的根因与解决方案

聖光之護

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发布时间:2026-02-05 12:16:22

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来源于php中文网

原创

Jess 规则引擎在 Java 13+ 中性能显著下降的根因与解决方案

jess 在从 java 11 升级至 java 13 及更高版本后出现 30–40% 的运行时性能下降,主因是 jdk 默认禁用偏向锁(biased locking),而该引擎大量依赖 `synchronized` 方法(如 `findvariable()` 和 `getvariables()`),其性能在无偏向锁时急剧劣化。

Jess 是一款基于 Java 1.5 时代设计的老牌规则引擎,其核心同步逻辑广泛使用 synchronized 实例方法(如示例中 findVariable() 和 getVariables())。这类轻量级、高频率调用的同步块,在 Java 11 及之前默认启用偏向锁(Biased Locking) 时表现极佳:JVM 会将锁“绑定”到首次获得它的线程,避免多数场景下的 CAS 开销和 Monitor 进入/退出成本。

然而,自 Java 15 起,偏向锁被彻底移除;Java 13–14 已默认禁用(通过 JEP 374),且主流厂商(Oracle、Eclipse Temurin、Azul Zulu)均遵循此行为。这意味着所有 synchronized 块(包括无竞争的单线程调用路径)都将退化为更重的轻量级锁 → 重量级锁路径,引发显著的内存屏障、OS 线程调度及 Monitor 对象分配开销——而这正是你通过 VisualVM 观察到的“多处微小退化叠加成大幅下降”的本质:不是某一行代码变慢,而是每个 synchronized 调用的底层锁机制成本翻倍。

验证与临时修复方案(推荐用于生产过渡):
在启动 Jess 应用时,显式启用偏向锁(仅适用于 Java 13–14;Java 15+ 不支持):

java -XX:+UseBiasedLocking -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 \
     -jar your-jess-app.jar
⚠️ 注意:-XX:BiasedLockingStartupDelay=0 强制 JVM 启动即启用偏向锁(默认延迟 4 秒),避免初始化阶段误判为“无竞争”而跳过偏向。

不推荐的替代方案:

  • 升级到 Java 17 并尝试 -XX:+UseBiasedLocking?无效——该参数在 Java 17 中已被完全移除,JVM 将静默忽略并打印警告。
  • 替换 Collections.synchronizedMap(new HashMap()) 为 ConcurrentHashMap?虽可消除部分同步开销,但需深度修改 Jess 内部状态模型(如 Context 链式作用域、变量可见性语义),风险极高,且无法解决 findVariable() 中的 synchronized 方法调用瓶颈。

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  1. 性能基线回归测试:在 Java 11(开启/关闭偏向锁)与 Java 17(无偏向锁)下分别运行相同规则集,用 JFR(Java Flight Recorder)对比 java.lang.Thread#monitorEnter 事件耗时与锁膨胀次数;
  2. 渐进式重构:若维护 Jess 源码,可将高频 synchronized 方法改为基于 ReentrantLock + ThreadLocal 缓存变量查找路径(例如缓存最近匹配的 Context),或采用无锁哈希查找(如 VarHandle + Unsafe,但需谨慎评估兼容性);
  3. 评估现代替代方案:考虑迁移至 Drools(支持 Kie Server、云原生部署)或 Easy Rules(轻量、Java 8+ 原生优化),二者均针对现代 JVM 进行了锁优化与 JIT 友好设计。

归根结底,这不是 Jess 的“Bug”,而是旧式同步范式与现代 JVM 锁优化策略演进之间的必然摩擦。理解 JEP 374 的影响,是解构此类跨版本性能问题的第一把钥匙。

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