JAVA进程占用高内存原因分析与优化方法

jmap命令

首先看一下一个java进程的jmap输出：

代码如下

[lex@chou ~]$ jmap -heap 837 Attaching to process ID 837, please wait... Debugger attached successfully. Server compiler detected. JVM version is 20.10-b01 using thread-local object allocation. Parallel GC with 2 thread(s) Heap Configuration:    MinHeapFreeRatio = 40    MaxHeapFreeRatio = 70    MaxHeapSize      = 4294967296 (4096.0MB)    NewSize          = 1310720 (1.25MB)    MaxNewSize       = 17592186044415 MB    OldSize          = 5439488 (5.1875MB)    NewRatio         = 2    SurvivorRatio    = 8    PermSize         = 21757952 (20.75MB)    MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB) Heap Usage: PS Young Generation Eden Space:    capacity = 41025536 (39.125MB)    used     = 18413552 (17.560531616210938MB)    free     = 22611984 (21.564468383789062MB)    44.883147900858624% used From Space:    capacity = 4325376 (4.125MB)    used     = 3702784 (3.53125MB)    free     = 622592 (0.59375MB)    85.60606060606061% used To Space:    capacity = 4521984 (4.3125MB)    used     = 0 (0.0MB)    free     = 4521984 (4.3125MB)    0.0% used PS Old Generation    capacity = 539820032 (514.8125MB)    used     = 108786168 (103.74657440185547MB)    free     = 431033864 (411.06592559814453MB)    20.152302906758376% used PS Perm Generation    capacity = 85983232 (82.0MB)    used     = 60770232 (57.95500946044922MB)    free     = 25213000 (24.04499053955078MB)    70.67684080542588% used

ps命令　　

然后再用ps看看：

代码如下
[lex@chou ~]$ ps -p 837 -o vsz,rss    VSZ   RSS 7794992 3047320

　　关于这里的几个generation网上资料一大把就不细说了，这里算一下求和可以得知前者总共给Java环境分配了644M的内存，而ps输出的VSZ和RSS分别是7.4G和2.9G，这到底是怎么回事呢?

　　前面jmap输出的内容里，MaxHeapSize 是在命令行上配的，-Xmx4096m，这个java程序可以用到的最大堆内存。

　　VSZ是指已分配的线性空间大小，这个大小通常并不等于程序实际用到的内存大小，产生这个的可能性很多，比如内存映射，共享的动态库，或者向系统申请了更多的堆，都会扩展线性空间大小

pmap命令

要查看一个进程有哪些内存映射，可以使用 pmap 命令来查看：

代码如下

[lex@chou ~]$ pmap -x 837 837:   java Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode   Mapping 0000000040000000      36       4       0 r-x--  java 0000000040108000       8       8       8 rwx--  java 00000000418c9000   13676   13676   13676 rwx--    [ anon ] 00000006fae00000   83968   83968   83968 rwx--    [ anon ] 0000000700000000  527168  451636  451636 rwx--    [ anon ] 00000007202d0000  127040       0       0 -----    [ anon ] ... ... 00007f55ee124000       4       4       0 r-xs-  az.png 00007fff017ff000       4       4       0 r-x--    [ anon ] ffffffffff600000       4       0       0 r-x--    [ anon ] ----------------  ------  ------  ------ total kB         7796020 3037264 3023928

　　

       Address: 内存分配地址

       Kbytes:   实际分配的内存大小

       RSS:       程序实际占用的内存大小

       Mapping: 分配该内存的模块的名称

      这里可以看到很多anon，这些表示这块内存是由mmap分配的。

　　RSZ是Resident Set Size，常驻内存大小，即进程实际占用的物理内存大小， 在现在这个例子当中，RSZ和实际堆内存占用差了2.3G，这2.3G的内存组成分别为：

　　JVM本身需要的内存，包括其加载的第三方库以及这些库分配的内存

　　NIO的DirectBuffer是分配的native memory

　　内存映射文件，包括JVM加载的一些JAR和第三方库，以及程序内部用到的。上面 pmap 输出的内容里，有一些静态文件所占用的大小不在Java的heap里，因此作为一个Web服务器，赶紧把静态文件从这个Web服务器中人移开吧，放到nginx或者CDN里去吧。

　　JIT， JVM会将Class编译成native代码，这些内存也不会少，如果使用了Spring的AOP，CGLIB会生成更多的类，JIT的内存开销也会随之变大，而且Class本身JVM的GC会将其放到Perm Generation里去，很难被回收掉，面对这种情况，应该让JVM使用ConcurrentMarkSweep GC，并启用这个GC的相关参数允许将不使用的class从Perm Generation中移除， 参数配置： -XX:+UseConcMarkSweepGC -X:+CMSPermGenSweepingEnabled -X:+CMSClassUnloadingEnabled，如果不需要移除而Perm Generation空间不够，可以加大一点： -X:PermSize=256M -X:MaxPermSize=512M

　　JNI，一些JNI接口调用的native库也会分配一些内存，如果遇到JNI库的内存泄露，可以使用valgrind等内存泄露工具来检测

　　线程栈，每个线程都会有自己的栈空间，如果线程一多，这个的开销就很明显了

　　jmap/jstack 采样，频繁的采样也会增加内存占用，如果你有服务器健康监控，记得这个频率别太高，否则健康监控变成致病监控了。

jstat命令

　　关于JVM的几个GC堆和GC的情况，可以用jstat来监控，例如监控进程837每隔1000毫秒刷新一次，输出20次：

代码如下
[lex@chou ~]$ jstat -gcutil 837 1000 20   S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT      0.00  80.43  24.62  87.44  98.29   7101  119.652    40   19.719  139.371   0.00  80.43  33.14  87.44  98.29   7101  119.652    40   19.719  139.371

　　几个字段分别含义如下：

　　S0

　　年轻代中第一个survivor(幸存区)已使用的占当前容量百分比

　　S1

　　年轻代中第二个survivor(幸存区)已使用的占当前容量百分比

　　E

　　年轻代中Eden(伊甸园)已使用的占当前容量百分比

　　O

　　old代已使用的占当前容量百分比

　　P

　　perm代已使用的占当前容量百分比

　　YGC

　　从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数

　　YGCT

　　从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)

　　FGC

　　从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数

　　FGCT

　　从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)

　　GCT

　　从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

结论

　　因此如果正常情况下jmap输出的内存占用远小于 RSZ，可以不用太担心，除非发生一些严重错误，比如PermGen空间满了导致OutOfMemoryError发生，或者RSZ太高导致引起系统公愤被OOM Killer给干掉，就得注意了，该加内存加内存，没钱买内存加交换空间，或者按上面列的组成部分逐一排除。

　　这几个内存指标之间的关系是：VSZ >> RSZ >> Java程序实际使用的堆大小