JVM参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError使用方法

1、配置方法

在JAVA_OPTIONS变量中增加

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=${目录}。
例如：export JAVA_OPTS="-Xms2048M -Xmx2048M -Xmn682M -XX:MaxPermSize=96M"

2、参数说明

（1）-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数表示当JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件。

（2）-XX:HeapDumpPath=$目录参数表示生成DUMP文件的路径，也可以指定文件名称，例如：-XX:HeapDumpPath=${目录}/java_heapdump.hprof。如果不指定文件名，默认为：java__heapDump.hprof。

java命令–jmap命令使用

jdk安装后会自带一些小工具，jmap命令(Java Memory Map)是其中之一。主要用于打印指定Java进程(或核心文件、远程调试服务器)的共享对象内存映射或堆内存细节。

jmap命令可以获得运行中的jvm的堆的快照，从而可以离线分析堆，以检查内存泄漏，检查一些严重影响性能的大对象的创建，检查系统中什么对象最多，各种对象所占内存的大小等等。可以使用jmap生成Heap Dump。

java memory = direct memory（直接内存） + jvm memory(MaxPermSize +Xmx)

1)直接内存跟堆

 直接内存则是一块由程序本身管理的一块内存空间，它的效率要比标准内存池要高，主要用于存放网络通信时数据缓冲和磁盘数据交换时的数据缓冲。 
DirectMemory容量可以通过 -XX:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，则默认为与Java堆的最大值（-Xmx指定）一样。但是，在OSX上的最新版本的 JVM，对直接内存的默认大小进行修订，改为“在不指定直接内存大小的时默认分配的直接内存大小为64MB”，可以通过 -XX:MaxMemorySize来显示指定直接内存的大小。 

2)堆(Heap)和非堆(Non-heap)内存

按照官方的说法：“Java 虚拟机具有一个堆，堆是运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。堆是在 Java 虚拟机启动时创建的。”“在JVM中堆之外的内存称为非堆内存(Non-heap memory)”。
可以看出JVM主要管理两种类型的内存：堆和非堆。简单来说堆就是Java代码可及的内存，是留给开发人员使用的；非堆就是JVM留给自己用的，所以方法区、JVM内部处理或优化所需的内存(如JIT编译后的代码缓存)、每个类结构(如运行时常数池、字段和方法数据)以及方法和构造方法的代码都在非堆内存中。

3)栈与堆

  栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据；

  堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放、放在哪儿。

在Java中一个线程就会相应有一个线程栈与之对应，这点很容易理解，因为不同的线程执行逻辑有所不同，因此需要一个独立的线程栈。而堆则是所有线程共享的。栈因为是运行单位，因此里面存储的信息都是跟当前线程（或程序）相关信息的。包括局部变量、程序运行状态、方法返回值等等；而堆只负责存储对象信息。

Java的堆是一个运行时数据区,类的(对象从中分配空间。这些对象通过new、newarray、anewarray和multianewarray等 指令建立，它们不需要程序代码来显式的释放。堆是由垃圾回收来负责的，堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时 动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类 型的变量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和对象句柄。

线程占用大小在MaxPermSize中进行内存申请和分配

什么是堆Dump

堆Dump是反应Java堆使用情况的内存镜像，其中主要包括系统信息、虚拟机属性、完整的线程Dump、所有类和对象的状态等。 一般，在内存不足、GC异常等情况下，我们就会怀疑有内存泄露。这个时候我们就可以制作堆Dump来查看具体情况。分析原因。

基础知识
Java虚拟机的内存组成以及堆内存介绍 Java GC工作原理 常见内存错误：

outOfMemoryError 年老代内存不足。
outOfMemoryError:PermGen Space 永久代内存不足。
outOfMemoryError:GC overhead limit exceed 垃圾回收时间占用系统运行时间的98%或以上。

一、介绍

打印出某个java进程（使用pid）内存内的，所有‘对象’的情况（如：产生那些对象，及其数量）。它的用途是为了展示java进程的内存映射信息，或者堆内存详情。

可以输出所有内存中对象的工具，甚至可以将VM 中的heap，以二进制输出成文本。

jmap -heap:format=b pid bin格式 javaversion 1.5

jmap -dump:format=b,file=filename pid javaversion >1.6

 jmap -dump:format=b,file=outfile 3024可以将3024进程的内存heap输出出来到outfile文件里;

 再配合MAT（内存分析工具(Memory Analysis Tool）或与jhat (Java Heap Analysis Tool)一起使用，能够以图像的形式直观的展示当前内存是否有问题。

64位机上使用需要使用如下方式：

三、使用实例

1、jmap -heap pid 展示pid的整体堆信息

#ps -ef|grep tomcat #获取tomcat的pid

[root@localhost ~]# jmap -heap 27900
Attaching to process ID 27900, please wait...
Debugger attached successfully.
Client compiler detected.
JVM version is 20.45-b01
using thread-local object allocation.
Mark Sweep Compact GC
Heap Configuration: #堆内存初始化配置
   MinHeapFreeRatio = 40     #-XX:MinHeapFreeRatio设置JVM堆最小空闲比率  
   MaxHeapFreeRatio = 70   #-XX:MaxHeapFreeRatio设置JVM堆最大空闲比率  
   MaxHeapSize = 100663296 (96.0MB)   #-XX:MaxHeapSize=设置JVM堆的最大大小
   NewSize = 1048576 (1.0MB)     #-XX:NewSize=设置JVM堆的‘新生代’的默认大小
   MaxNewSize = 4294901760 (4095.9375MB) #-XX:MaxNewSize=设置JVM堆的‘新生代’的最大大小
   OldSize = 4194304 (4.0MB)  #-XX:OldSize=设置JVM堆的‘老生代’的大小
   NewRatio = 2    #-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
   SurvivorRatio = 8  #-XX:SurvivorRatio=设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值
   PermSize = 12582912 (12.0MB) #-XX:PermSize=<value>:设置JVM堆的‘持久代’的初始大小  
   MaxPermSize = 67108864 (64.0MB) #-XX:MaxPermSize=<value>:设置JVM堆的‘持久代’的最大大小  
Heap Usage:
New Generation (Eden + 1 Survivor Space): #新生代区内存分布，包含伊甸园区+1个Survivor区
   capacity = 30212096 (28.8125MB)
   used = 27103784 (25.848182678222656MB)
   free = 3108312 (2.9643173217773438MB)
   89.71169693092462% used
Eden Space: #Eden区内存分布
   capacity = 26869760 (25.625MB)
   used = 26869760 (25.625MB)
   free = 0 (0.0MB)
   100.0% used
From Space: #其中一个Survivor区的内存分布
   capacity = 3342336 (3.1875MB)
   used = 234024 (0.22318267822265625MB)
   free = 3108312 (2.9643173217773438MB)
   7.001809512867647% used
To Space: #另一个Survivor区的内存分布
   capacity = 3342336 (3.1875MB)
   used = 0 (0.0MB)
   free = 3342336 (3.1875MB)
   0.0% used
tenured generation:   #当前的Old区内存分布  
   capacity = 67108864 (64.0MB)
   used = 67108816 (63.99995422363281MB)
   free = 48 (4.57763671875E-5MB)
   99.99992847442627% used
Perm Generation:     #当前的 “持久代” 内存分布
   capacity = 14417920 (13.75MB)
   used = 14339216 (13.674942016601562MB)
   free = 78704 (0.0750579833984375MB)
   99.45412375710227% used

新生代的内存回收就是采用空间换时间的方式；
如果from区使用率一直是100% 说明程序创建大量的短生命周期的实例，使用jstat统计一下jvm在内存回收中发生的频率耗时以及是否有full gc，使用这个数据来评估一内存配置参数、gc参数是否合理；

多次ygc后如果s区没变化，这种情况不出意外就是担保了，可以jstat持续观察下；

// [root@localhost ~]# jmap -heap 4951
Attaching to process ID 4951, please wait...
Debugger attached successfully.
Client compiler detected.
JVM version is 20.45-b01
 
using thread-local object allocation.
Parallel GC with 1 thread(s)
 
Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio = 40
   MaxHeapFreeRatio = 70
   MaxHeapSize      = 734003200 (700.0MB)
   NewSize          = 314572800 (300.0MB)
   MaxNewSize       = 314572800 (300.0MB)
   OldSize          = 4194304 (4.0MB)
   NewRatio         = 2
   SurvivorRatio    = 8
   PermSize         = 104857600 (100.0MB)
   MaxPermSize      = 104857600 (100.0MB)
 
Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 235929600 (225.0MB)
   used     = 169898184 (162.02753448486328MB)
   free     = 66031416 (62.97246551513672MB)
   72.01223754882812% used
From Space:
   capacity = 39321600 (37.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 39321600 (37.5MB)
   0.0% used
To Space:
   capacity = 39321600 (37.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 39321600 (37.5MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 419430400 (400.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 419430400 (400.0MB)
   0.0% used
PS Perm Generation
   capacity = 104857600 (100.0MB)
   used     = 14140688 (13.485610961914062MB)
   free     = 90716912 (86.51438903808594MB)
   13.485610961914062% used

根据打印的结果：默认存活区与eden比率=2：8

1）查看eden区：225M

2）两个存活区大小：都为37.5M

3）年轻代大小：300M

4）老年代大小：400M

5）持久代大小：100M

6）最大堆内存大小：年轻代大小+老年代大小=700M

7）java应用程序占用内存大小：最大堆内存大小+持久代大小=700M+100M=80

应java参数（在tomcat的启动文件里）配置如下：

 JAVA_OPTS="-Xms700m -Xmx700m -Xmn300m -Xss1024K -XX:PermSize=100m -XX:MaxPermSize=100 -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=1 -XX:+PrintGCTimeStamps
 -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/opt/logs/gc.log -verbose:gc -XX:+DisableExplicitGC"

注意参数配置时，上述参数为一行。

各参数意义：

Xms
Xmx
Xmn
Xss
-XX:PermSize
-XX:MaxPermSize
NewRatio = 2 表示新生代（e+2s）：老年代（不含永久区）=1：2，指新生代占整个堆的1/3
SurvivorRatio = 8 表示2个S：eden=2：8，一个S占年轻代的1/10

2、jmap -histo pid 展示class的内存情况

说明：instances（实例数）、bytes（大小）、classs name（类名）。它基本是按照使用使用大小逆序排列的。

#instance 是对象的实例个数 
#bytes 是总占用的字节数 
class name 对应的就是 Class 文件里的 class 的标识 
B 代表 byte
C 代表 char
D 代表 double
F 代表 float
I 代表 int
J 代表 long
Z 代表 boolean
前边有 [ 代表数组， [I 就相当于 int[]
对象用 [L+ 类名表示

从打印结果可看出，类名中存在[C、[B等内容，

只知道它占用了那么大的内存，但不知道由什么对象创建的。下一步需要将其他dump出来，使用内存分析工具进一步明确它是由谁引用的、由什么对象。

3、 jmap -histo:live pid>a.log

可以观察heap中所有对象的情况（heap中所有生存的对象的情况）。包括对象数量和所占空间大小。 可以将其保存到文本中去，在一段时间后，使用文本对比工具，可以对比出GC回收了哪些对象。

jmap -histo:live 这个命令执行，JVM会先触发gc，然后再统计信息。

4、dump 将内存使用的详细情况输出到文件

jmap -dump:live,format=b,file=a.log pid

说明：内存信息dump到a.log文件中。

这个命令执行，JVM会将整个heap的信息dump写入到一个文件，heap如果比较大的话，就会导致这个过程比较耗时，并且执行的过程中为了保证dump的信息是可靠的，所以会暂停应用。

该命令通常用来分析内存泄漏OOM，通常做法是：

1）首先配置JVM启动参数，让JVM在遇到OutOfMemoryError时自动生成Dump文件

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/path
2）然后使用命令

jmap  -dump:format=b,file=/path/heap.bin 进程ID  
 
如果只dump heap中的存活对象，则加上选项-live。 

3）然后使用MAT分析工具，如jhat命令，eclipse的mat插件。

最后在eclipse中安装MAT插件（http://www.eclipse.org/mat/），然后在eclipse中，file---->open，打开这个文件heap.bin，利用现成的OOM工具进行分析。
具体操作方法：
首先输入网址http://www.eclipse.org/mat/previousReleases.php，然后查看你自己的Eclipse版本，我的是Indigo的，所以点击链接“Previous Releases”，选择Indigo版本的URLhttp://download.eclipse.org/mat/1.1.0/update-site/ 

用jhat命令可以参看 jhat -port 5000 heapDump 在浏览器中访问：http://localhost:5000/ 查看详细信息