JVM 内存溢出追踪调优与 内存溢出、栈溢出原因

出处1:http://www.iteye.com

写java程序时大家一定对一下两条异常并不陌生: 

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 
尤其当应用服务器(Java容器)出现上述情况更是让人有一种天塌下来的感觉。 

   好的编码实践可能会大大降低内存溢出的产生。 
   本文并不是写如何规避内存溢出,但是我还是要介绍一下如何能够尽量规避内存溢出: 
   1. 编码规范认真执行。找几个资深程序猿(或者整个项目组讨论后)写一个Java编码规范,让项目组成员尽量遵守。一目了然的代码更容易定位问题,当然也更能让人写出好的代码。 
   2. 单元测试要覆盖所有分支与边界条件。不要拿某种情况不会出现做借口。有句老话说常在河边站哪有不湿鞋(学名墨菲定律)。 
   3. 代码审查要走。代码写完了,找资深程序猿扫扫代码没有坏处。 
   4. 有条件的项目组要充分利用测试人员的能动性。 
   5. 如果项目的期望较高,就把上面的尽量、可能等词汇改成一定要。 

   以上五条建议对非性命攸关型项目足够了。 


下面说正题: 


   对于java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 这种情况更多的是靠程序猿的经验来解决: 

   PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域, 这块内存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Load时就会被放到PermGen space中, 它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对 PermGen space进行清理,所以如果你的应用中有很多CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误。 

   通过上面的描述就可以得出:如果要加载的class与jar文件大小超过-XX:MaxPermSize就有可能会产生java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 。 

   换句话说-XX:MaxPermSize的大小要超过class与jar的大小。通常-XX:MaxPermSize为-Xmx的1/8。 
   
   对于java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 可能定位的过程就需要折腾一翻了:

   虽然各种java虚拟机的实现机制不一,但是heap space内存溢出产生的原因相同:那就是堆内存不够虚拟机分配了。 

   我对java虚拟机的实现不感兴趣,对各种虚拟机的内存分配机制与gc的交互关系也不了解。但是我大致认为内存分配机制与gc是有联系的,也就是说内存不够分配时gc肯定也释放不了堆内存。从这一点出发,我们就需要找为什么gc释放不了堆内存。通常来说释放不了是因为内存还在使用。对于java对象产生的堆内存占用,只要其不再被继续引用gc是能够顺利回收的(对于通过本地方法调用,即JNI调用产生内存泄露的情况暂不考虑)。 

   问题的关键就找到了,当产生heap space内存溢出时,堆内存中对象数量过多的就可能是问题的根源了。例外的情况是,程序确实需要那么多内存,这时就要考虑增大堆内存。 

   例外的情况在本文中就不再多说了,下面介绍jdk自带的两个可视化工具来定位问题。 

jdk/jconsole.exe  jdk/jvisualvm.exe 
   
   jconsole.exe可以查看本地以及远程主机上的java虚拟机的当前状况,这对服务器健康检查情况非常有用。如下图: 
JVM 内存溢出追踪调优与 内存溢出、栈溢出原因_第1张图片  

   jvisualvm.exe可以用来查看分析内存转储文件;也可以用其做java虚拟机当前状况查看,但是jvisualvm.exe的侵入性非常强,一旦使用会严重影响应用性能。如下图: 

JVM 内存溢出追踪调优与 内存溢出、栈溢出原因_第2张图片 

  下面写些代码来演示一下内存溢出的产生,堆转储文件的生成,堆内存的分析。 
  
  首先创建数据持有对象类: 

package com.zas.jvm.om;

/**
 * 数据对象
 * @author zas
 */
public class DataObject {
	//数据对象ID
	private String id;
	//数据对象内容
	private String des;
	
	public DataObject(String id, String des) {
		super();
		this.id = id;
		this.des = des;
	}

	public String getId() {
		return id;
	}

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public String getDes() {
		return des;
	}

	public void setDes(String des) {
		this.des = des;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "DataObject [id=" + id + ", des=" + des + "]";
	}
	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

	}

}


溢出演示代码 
package com.zas.jvm.om;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class OutMemeryTest {
	
	List list = new ArrayList();
	
	public void testOm(){
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			DataObject data = new DataObject("id&"+i, "des:"+i);
			list.add(data);
		}
	}
	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		OutMemeryTest omt = new OutMemeryTest();
		for (int i = 0; i < 2; i++) {
			omt.testOm();
		}
		System.out.println("DOne!");
		try {
			Thread.sleep(100000000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}



运行参数设置如下:-Xms64m -Xmx64m -XX:PermSize=8m -XX:MaxPermSize=8m 
-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError           
见下图: 

JVM 内存溢出追踪调优与 内存溢出、栈溢出原因_第3张图片  


jvisualvm分析效果图: 
   JVM 内存溢出追踪调优与 内存溢出、栈溢出原因_第4张图片  

从上图结合代码明显得出:com.zas.jvm.om.DataObject这个类的对象出了问题。 


以上是一个演示问题产生及定位过程,生产环境的问题千奇百怪需要具体问题具体分析。 

当堆内存巨大时可能要调整jdk\lib\visualvm\etc\visualvm.conf文件中的-xms -xmx大小来导入转储文件。 

生产环境为linux的较多,可以借助jdk自带的jmap来转储堆内存文件来分析。

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java 内存溢出 栈溢出的原因与排查方法

 1、 内存溢出的原因是什么?

 

      内存溢出是由于没被引用的对象(垃圾)过多造成JVM没有及时回收,造成的内存溢出。如果出现这种现象可行代码排查:

 

    一)是否App中的类中和引用变量过多使用了Static修饰 如public staitc Student s;在类中的属性中使用 static修饰的最好只用基本类型或字符串。如public static int i = 0; //public static String str;

 

  二)是否App中使用了大量的递归或无限递归(递归中用到了大量的建新的对象)

 

  三)是否App中使用了大量循环或死循环(循环中用到了大量的新建的对象)

 

  四)检查App中是否使用了向数据库查询所有记录的方法。即一次性全部查询的方法,如果数据量超过10万多条了,就可能会造成内存溢出。所以在查询时应采用“分页查询”。

 

  五)检查是否有数组,List,Map中存放的是对象的引用而不是对象,因为这些引用会让对应的对象不能被释放。会大量存储在内存中。

 

  六)检查是否使用了“非字面量字符串进行+”的操作。因为String类的内容是不可变的,每次运行"+"就会产生新的对象,如果过多会造成新String对象过多,从而导致JVM没有及时回收而出现内存溢出。

 

   如String s1 = "My name";

       String s2 = "is";

       String s3 = "xuwei";

      String str = s1 + s2 + s3 +.........;这是会容易造成内存溢出的

 

     但是String str =  "My name" + " is " + " xuwei" + " nice " + " to " + " meet you"; //但是这种就不会造成内存溢出。因为这是”字面量字符串“,在运行"+"时就会在编译期间运行好。不会按照JVM来执行的。

 

   在使用String,StringBuffer,StringBuilder时,如果是字面量字符串进行"+"时,应选用String性能更好;如果是String类进行"+"时,在不考虑线程安全时,应选用StringBuilder性能更好。

 

  七)使用 DDMS工具进行查找内存溢出的大概位置

2、栈溢出的原因

 

     一)、是否有递归调用

 

    二)、是否有大量循环或死循环

 

   三)、全局变量是否过多

 

   四)、 数组、List、map数据是否过大

 

   五)使用DDMS工具进行查找大概出现栈溢出的位置


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