之前的项目里面大量使用了Nashorn引擎，目的是很多需要动态执行的代码放到了JavaScript里面，这样在用户那边比较好调试。但是因为性能的问题遇到了几个坑，最后经过一段时间，最终解决了，形成了这篇文章。

使用预编译JS来加速

在实际的应用中，基本上JS是不变的，变的只是调用的参数。于是乎可以通过预编辑，来进行加速。这样可以省略每次编译的耗时。代码如下。

String script = " var x = a + 1; " +

" var y = x * 2 + m; " +

" var z = y * 3 - n; " +

" z;" +

final CompiledScript compiled = ((Compilable)scriptEngine).compile(script);

调用的时候，可以直接

try {

Bindings bindings = new SimpleBindings();

bindings.put("a", v);

bindings.put("m", v + 1);

bindings.put("n", v + 2) ;

o = (Double)compiled.eval(bindings);

} catch (ScriptException e) {

e.printStackTrace();

}

预编辑JS遇到的问题

这样的写法是没有问题的，但是在压力比较大的时候，CPU比较高，还是比较慢。经过跟踪，发现大量的时间浪费在JDK初始化Nashorn的执行上下文了。

经过查看JDK的源代码，Nashorn里面其实提供了共享上下文的方法。修改代码为：

NashornScriptEngineFactory factory = null;

for (ScriptEngineFactory f : sm.getEngineFactories()) {

if (f.getEngineName().equalsIgnoreCase("Oracle Nashorn")) {

factory = (NashornScriptEngineFactory)f;

break;

}

}

String[] stringArray = new String[]{"-doe", "--global-per-engine"};

ScriptEngine scriptEngine = factory.getScriptEngine(stringArray);

final CompiledScript compiled = ((Compilable)scriptEngine).compile(script);

主要的是初始化参数中的--global-per-engine这个参数。

但是这样写，在并发执行的时候，会遇到问题。测试代码如下：

public class TestScript1 {

static ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

static String script = " var x = a + 1; " +

" var y = x * 2 + m; " +

" var z = y * 3 - n; " +

" z;";

public static void main(String[] argu) throws ScriptException {

ScriptEngineManager sm = new ScriptEngineManager();

NashornScriptEngineFactory factory = null;

for (ScriptEngineFactory f : sm.getEngineFactories()) {

if (f.getEngineName().equalsIgnoreCase("Oracle Nashorn")) {

factory = (NashornScriptEngineFactory)f;

break;

}

}

String[] stringArray = new String[]{"-doe", "--global-per-engine"};

ScriptEngine scriptEngine = factory.getScriptEngine(stringArray);

final CompiledScript compiled = ((Compilable)scriptEngine).compile(script);

long l0 = System.currentTimeMillis();

AtomicInteger counter = new AtomicInteger();

for (int i=0; i<1024; i++) {

final int v = i;

pool.submit(() -> {

Bindings bindings = new SimpleBindings();

bindings.put("a", v);

bindings.put("m", v + 1);

bindings.put("n", v + 2) ;

int expected = getExpected(v, v + 1, v + 2);

Double o = null;

try {

o = (Double)compiled.eval(bindings);

if (o.intValue() == (expected)) {

// System.out.println("OK " + o);

counter.incrementAndGet();

} else {

System.err.println("FAILED!!!" + o + " " + (v + 1));

}

} catch (ScriptException e) {

e.printStackTrace();

}

});

}

pool.shutdown();

try {

boolean r = pool.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);

System.out.println("Terminated " + r);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

long l1 = System.currentTimeMillis();

System.out.println(l1 - l0 + " ms");

System.out.println("Total OK = " + counter.intValue());

}

private static int getExpected(int a, int m, int n) {

int x = a + 1;

int y = x * 2 + m;

int z = y * 3 - n;

return z;

}

}

在上面的代码中，同时启动1024个线程进行模拟计算，同时和期望的值进行比较(一个JS版本，一个Java版本)。最后发现结果大部分都错了。为什么？

原因是，测试的JS是上下文相关的。

观察下JS，其中有三个上下文中的变量：a, m, n.

var x = a + 1;

var y = x * 2 + m;

var z = y * 3 - n;

这三个变量是通过Java代码中的

Bindings bindings = new SimpleBindings();

bindings.put("a", v);

bindings.put("m", v + 1);

bindings.put("n", v + 2) ;

来设置的。那么自然的，多线程执行的时候，后面的调用就有可能覆盖前面的调用。所以JS在执行的过程中，值乱套了。

解决并发的问题

经过尝试，上面并发的问题可以用下面的方式来解决。

首先，将值包装在一个参数对象中。

Mapparameters = new HashMap<>();

parameters.put("b", v);

parameters.put("c", v + 1);

parameters.put("d", v + 2) ;

bindings.put("parameters", parameters);

其次，也是最重要的，要保证JS的代码是上下文无关代码(只和调用参数相关，和全局变量无关)

static String script = "function xx(a, m, n) { " +

" var x = a + 1; " +

" var y = x * 2 + m; " +

" var z = y * 3 - n; " +

" return z;" +

"} " +

"xx(parameters.b, parameters.c, parameters.d);";

如上，这段Script的结果只和调用时传入的参数有关，和其它的无关。

整个测试程序如下：

public class TestPoolledScript {

static ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();

static String script = "function xx(a, m, n) { " +

" var x = a + 1; java.lang.Thread.sleep(2); " +

" var y = x * 2 + m; java.lang.Thread.sleep(3);" +

" var z = y * 3 - n; java.lang.Thread.sleep(1);" +

" return z;" +

"} " +

"xx(parameters.b, parameters.c, parameters.d);";

public static void main(String[] argu) throws ScriptException {

ScriptEngineManager sm = new ScriptEngineManager();

NashornScriptEngineFactory factory = null;

for (ScriptEngineFactory f : sm.getEngineFactories()) {

if (f.getEngineName().equalsIgnoreCase("Oracle Nashorn")) {

factory = (NashornScriptEngineFactory)f;

break;

}

}

String[] stringArray = new String[]{"-doe", "--global-per-engine"};

ScriptEngine scriptEngine = factory.getScriptEngine(stringArray);

final CompiledScript compiled = ((Compilable)scriptEngine).compile(script);

long l0 = System.currentTimeMillis();

AtomicInteger counter = new AtomicInteger();

for (int i=0; i<1024; i++) {

final int v = i;

pool.submit(() -> {

Bindings bindings = new SimpleBindings();

Mapparameters = new HashMap<>();

parameters.put("b", v);

parameters.put("c", v + 1);

parameters.put("d", v + 2) ;

bindings.put("parameters", parameters);

int expected = getExpected(v, v + 1, v + 2);

Double o = null;

try {

o = (Double)compiled.eval(bindings);

if (o.intValue() == (expected)) {

// System.out.println("OK " + o);

counter.incrementAndGet();

} else {

System.err.println("FAILED!!!" + o + " " + (v + 1));

}

} catch (ScriptException e) {

e.printStackTrace();

}

});

}

pool.shutdown();

try {

boolean r = pool.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);

System.out.println("Terminated " + r);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

long l1 = System.currentTimeMillis();

System.out.println(l1 - l0 + " ms");

System.out.println("Total OK = " + counter.intValue());

}

private static int getExpected(int a, int m, int n) {

int x = a + 1;

int y = x * 2 + m;

int z = y * 3 - n;

return z;

}

}

这样的结果是完全正确的。

在我的机器上执行效率是之前的写法(没有加--global-per-engine)的四到五倍。

没有加--global-per-engine 1024个线程并发大概是2秒钟。

加上之后大概是500毫秒。

总结

最后，我们可以通过下面的方式来提高Nashorn执行JS的性能：

使用预编译；

使用--global-per-engine参数，同时修改JS代码，做到上下文无关。