Question

假设你做的很简单：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        long started = System.currentTimeMillis();
        try {
            new URL(args[0]).openConnection();
        } catch (Exception ignore) {
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - started);
    }
}

现在使用http://localhost作为args[0]

运行它

完成~100 msec。

现在尝试https://localhost

需要5000+ msec。

现在在linux或docker中运行相同的东西：

http：~100 msec
https：~350 msec

这是为什么？为什么平台之间有这么大的差异？你能做些什么呢？

对于长时间运行的应用程序服务器和应用程序，它们有很长很重的初始化序列，这5秒可能无关紧要。

然而，有很多应用程序，这个最初的5秒＆＃34;挂起＆＃34;事情并且可能变得令人沮丧...

Answer 1

（注意：请参阅本答复末尾的最新更新）

<强>解释

原因是默认SecureRandom提供商。

在Windows上，有2个SecureRandom提供商可用：

- provider=SUN, type=SecureRandom, algorithm=SHA1PRNG
- provider=SunMSCAPI, type=SecureRandom, algorithm=Windows-PRNG

在Linux上（使用Oracle JDK 8u162在Alpine docker中测试）：

- provider=SUN, type=SecureRandom, algorithm=NativePRNG
- provider=SUN, type=SecureRandom, algorithm=SHA1PRNG
- provider=SUN, type=SecureRandom, algorithm=NativePRNGBlocking
- provider=SUN, type=SecureRandom, algorithm=NativePRNGNonBlocking

这些在jre/lib/security/java.security文件中指定。

security.provider.1=sun.security.provider.Sun
...
security.provider.10=sun.security.mscapi.SunMSCAPI

默认情况下，使用第一个SecureRandom提供程序。在Windows上，默认值为sun.security.provider.Sun，当JVM与-Djava.security.debug="provider,engine=SecureRandom"一起运行时，此实现会报告以下内容：

Provider: SecureRandom.SHA1PRNG algorithm from: SUN
provider: Failed to use operating system seed generator: java.io.IOException: Required native CryptoAPI features not  available on this machine
provider: Using default threaded seed generator

默认的线程种子生成器非常慢。

您需要使用SunMSCAPI提供商。

解决方案1：配置

在配置中重新排序提供商：

修改jre/lib/security/java.security：

security.provider.1=sun.security.mscapi.SunMSCAPI
...
security.provider.10=sun.security.provider.Sun

我不知道可以通过系统属性来完成。

或者可能是，使用-Djava.security.properties（未经测试，see this）

解决方案2：程序化

以编程方式重新排序提供商：

Optional.ofNullable(Security.getProvider("SunMSCAPI")).ifPresent(p->{
    Security.removeProvider(p.getName());
    Security.insertProviderAt(p, 1);
});

JVM现在报告以下（-Djava.security.debug="provider,engine=SecureRandom"）：

Provider: SecureRandom.Windows-PRNG algorithm from: SunMSCAPI

解决方案3：程序化v2

受this idea的启发，以下代码段仅插入一个SecureRandom服务，该服务是从现有SunMSCAPI提供程序动态配置的，而不依赖于sun.*类。这也避免了与SunMSCAPI提供商的所有服务无差别地优先排序相关的潜在风险。

public interface WindowsPRNG {

    static void init() {
        String provider = "SunMSCAPI"; // original provider
        String type = "SecureRandom"; // service type
        String alg = "Windows-PRNG"; // algorithm
        String name = String.format("%s.%s", provider, type); // our provider name
        if (Security.getProvider(name) != null) return; // already registered
        Optional.ofNullable(Security.getProvider(provider)) // only on Windows
                .ifPresent(p-> Optional.ofNullable(p.getService(type, alg)) // should exist but who knows?
                        .ifPresent(svc-> Security.insertProviderAt( // insert our provider with single SecureRandom service
                                new Provider(name, p.getVersion(), null) {{
                                    setProperty(String.format("%s.%s", type, alg), svc.getClassName());
                                }}, 1)));
    }

}

<强>性能

<140 msec（而不是5000+ msec）

<强>详情

当您使用new SecureRandom()

时，调用堆栈中的某个地方会调用URL.openConnection("https://...")

它会调用getPrngAlgorithm()（请参阅SecureRandom:880）

这将返回它找到的第一个SecureRandom提供程序。

出于测试目的，可以用以下内容替换对URL.openConnection()的呼叫：

new SecureRandom().generateSeed(20);

<强>声明

我不知道提供商重新排序造成的任何负面影响。但是，可能有一些，特别是考虑默认提供商选择算法。

无论如何，至少在理论上，从功能的角度来看，这应该对应用是透明的。

更新2019-01-08

Windows 10（版本1803）：无法再在任何最新的JDK上重现此问题（从旧的oracle 1.7.0_72到openjdk＆＃34; 12-ea＆＃34; 2019-03-19测试）。< / p>

看起来它是Windows问题，已在最新的操作系统更新中修复。相关更新可能也可能没有在最近的JRE版本中发生。但是，即使我最老的JDK 7更新72安装受到影响，我也无法重现原始问题，并且无法以任何方式修补。

使用此解决方案时仍然会有轻微的性能提升（cca平均为350毫秒），但默认行为不再受到无法忍受的5秒以上的惩罚。

慢速SecureRandom初始化

1 个答案: