JDK8记FullGC时候Metaspace内存不会被垃圾回收

背景

前段时间有一个这样的需求：第三方调用接口，30分钟内调用120W次；

物理机（与线上配置一样）上压测，第一次压了20w次，没有出现问题；接着又压了20w次，出现了内存溢出问题。

java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

JVM配置 

JAVA_OPT_MEM="
-server -Xms4096M -Xmx4096M -Xmn512M -XX:MetaspaceSize=512M -XX:MaxMetaspaceSize=512M  
-XX:+UseParNewGC           //新生区使用CMS（标记清理）算法进行垃圾回收
-XX:+UseConcMarkSweepGC    //新生代使用并行收集器，老年代使用 CMS+串行收集器
...
...
"

 初始化最大元空间是512M，

  增加两个参数，在Full GC前后分别对内存做一个heap dump

-XX:+HeapDumpBeforeFullGC
-XX:+HeapDumpAfterFullGC

观察GC日志

{Heap before GC invocations=2799 (full 1):
 par new generation   total 471872K, used 58664K [0x00000006c0000000, 0x00000006e0000000, 0x00000006e0000000)
  eden space 419456K,   9% used [0x00000006c0000000, 0x00000006c2679e10, 0x00000006d99a0000)
  from space 52416K,  36% used [0x00000006dccd0000, 0x00000006ddfa0218, 0x00000006e0000000)
  to   space 52416K,   0% used [0x00000006d99a0000, 0x00000006d99a0000, 0x00000006dccd0000)
 concurrent mark-sweep generation total 3670016K, used 131775K [0x00000006e0000000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
 Metaspace       used 258955K, capacity 262086K, committed 262144K, reserved 1265664K
  class space    used 45934K, capacity 46565K, committed 46592K, reserved 1048576K
2019-04-02T17:22:31.606+0800: 1359.334: [Full GC (Metadata GC Threshold) 2019-04-02T17:22:31.606+0800: 1359.334: [Heap Dump (before full gc): , 2.0610454 secs]2019-04-02T17:22:33.667+0800: 1361.395: [CMS2019-04-02T17:22:33.812+0800: 1361.540: [CMS-concurrent-mark: 0.163/2.264 secs] [Times: user=2.46 sys=0.25, real=2.26 secs]
 (concurrent mode failure): 131775K->104031K(3670016K), 0.7241683 secs]2019-04-02T17:22:34.391+0800: 1362.119: [Heap Dump (after full gc): , 1.9020867 secs] 190439K->104031K(4141888K), [Metaspace: 258955K->258955K(1265664K)], 4.6899705 secs] [Times: user=4.35 sys=0.49, real=4.69 secs]
Heap after GC invocations=2800 (full 2):
 par new generation   total 471872K, used 0K [0x00000006c0000000, 0x00000006e0000000, 0x00000006e0000000)
  eden space 419456K,   0% used [0x00000006c0000000, 0x00000006c0000000, 0x00000006d99a0000)
  from space 52416K,   0% used [0x00000006dccd0000, 0x00000006dccd0000, 0x00000006e0000000)
  to   space 52416K,   0% used [0x00000006d99a0000, 0x00000006d99a0000, 0x00000006dccd0000)
 concurrent mark-sweep generation total 3670016K, used 104031K [0x00000006e0000000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
 Metaspace       used 258416K, capacity 260922K, committed 262144K, reserved 1265664K
  class space    used 45826K, capacity 46371K, committed 46592K, reserved 1048576K
}

问题

1、FullGC的时候 Metaspace 怎么现在变成了1.2G，设置的不是512M嘛？

[Metaspace: 258955K->258955K(1265664K)]

查看相关资料和官方文档后，发现Metaspace还有一个区间是Klass Metaspace，由参数-XX:CompressedClassSpaceSize进行控制，参考你假笨，笨神的博客 JVM源码分析之Metaspace解密 ；JDK8的时候 Klass Metaspace默认是1G。

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2、Metaspace 空间在GC前后为什么根本没有被垃圾回收？

[Metaspace: 258955K->258955K(1265664K)]

从上面的GC日志分析，我们看到了Full GC前后，Metaspace的使用变化是从258955K->258955K，说明GC根本没有进行回收垃圾；

Metaspace主要是类的一些元数据信息，主要源于类加载器，可以使用 jstat -class pid 查看类的加载和写在情况；

还可以使用 jmap -histo:live pid  查看ClassLoader对象比较多的类型；

Metaspace中类的元数据信息只有在加载它的ClassLoader被释放后才会发生写在，如果ClassLoader对象一直存活，那么它所加载的类的元数据信息将不会被卸载。

 

参考笨神的博客 JVM源码分析之JDK8下的僵尸(无法回收)类加载器 ，摘取重要的信息如下：

类加载器创建过多，带来的一个问题是，在类加载器第一次加载类的时候，会在Metaspace里会给它分配内存块，为了分配高效，每个类加载器用来存放类信息的内存块都是独立的，所以哪怕你这个类加载器只加载一个类，也会为之分配一块空的内存给这个类加载器，其实是至少两个内存块，于是你有可能会发现Metaspace的内存使用率非常低，但是committed的内存已经达到了阈值，从而触发了Full GC，如果这种只加载很少类的类加载器非常多，那造成的后果就是很多碎片化的内存。

处理办法

修改代码使用反射完成对象之间属性的copy，改为set方法进行实现，解决了该问题；

总结

如果项目中有大流量的调用接口，一定要警惕大流量带来的大量反射类加载器创建引起的GC不回收问题。