JVM中Perm区持续上涨问题
公司一位大牛在微博上的一条，打算消化一下，毕竟今后Perm区的上涨还是有可能遇到的。“Java应用Perm区一直呈上涨趋势的原因可以用一个简单的办法排查，就是用btrace去跟踪下是什么地方在调用ClassLoader.defineClass，在大多数情况下这招都是管用的。”
（1）Perm区存放的啥信息？
Perm叫做持久代，存放了类的信息、类的静态变量、类中final类型的变量、类的方法信息，Perm是全局共享的，在一定条件下会被GC掉，方所要承载的数据超过内存区域后，就会出现OOM异常。可以通过-XX：PermSize和-XX：MaxPermSize来指定这个区域的最小值和最大值。持久代的回收主要包括两部分，废弃常量和无用的类，废弃的常量比较容易判别，没有任何String类型的对象引用这个就算可以废弃的了，但是无用的类判别比较复杂，（该类所有的实例已经被回收，JVM中没有任何类的实例；加载该类的ClassLoader被回收；该类对应的java.lang.class没有地方引用）。可以使用-verbose:class以及-XX:TraceClassLoading和-XX:TraceClassUnLoading来查看类的加载和卸载情况。
（2）ClassLoader中的defineClass是干啥的？
该方法用于将二进制的字节码转换为Class对象，对于自定义加载类非常重要，如果二进制的字节码不符合JVM的规范，就会报ClassFormatError，如果生成的类名和二进制中的不符，报NoClassDefFoundError异常，如果加载的class是受保护的，则报SecurityException，如果此类已经在ClassLoader已经加载，会报LinkageError。
例子1：运行时常量溢出
向常量池中添加数据，可以调用String.intern()，这个是native方法，如果常量池中已经存在一个，则返回，否则添加早常量池中。
刚开始的例子如下：
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public
class
PermTest {
public
static
void
main(String[] args) {
int
i =
0
;
while
(
true
){
String.valueOf(i++).intern();
System.out.println(i);
}
}
}
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发现没有抛出OOM异常，用JConsole查看，（PermSize和MaxPermSize都是10M）在10M的时候曲线又下去了，原来是FullGC把常量池中没有的引用GC掉了，所以没有OOM。
增加了一个List，持有这个引用，就不会被GC掉了。
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public
class
PermTest {
public
static
void
main(String[] args) {
List<String> all =
new
ArrayList<String>();
int
i =
0
;
while
(
true
){
all.add(String.valueOf(i++).intern());
}
}
}
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Exception in thread
"main"
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
at java.lang.String.intern(Native Method)
at PermTest.main(PermTest.java:
10
)
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例子2：用cglib产生代理类，不断的创建类
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import
java.lang.reflect.Method;
import
net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import
net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import
net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
public
class
PermTest {
public
static
void
main(String[] args) {
while
(
true
){
Enhancer enhancer =
new
Enhancer();
enhancer.setSuperclass(PermTestClass.
class
);
enhancer.setUseCache(
false
);
enhancer.setCallback(
new
MethodInterceptor() {
@Override
public
Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
MethodProxy proxy)
throws
Throwable {
return
proxy.invoke(obj, args);
}
});
enhancer.create();
}
}
static
class
PermTestClass{
}
}
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Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:
631
)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:
615
)
...
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more
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Btrace的脚本文件如下（查看哪里调用了defineClass信息）：
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import
static
com.sun.btrace.BTraceUtils.*;
import
com.sun.btrace.annotations.*;
@BTrace
public
class
BtraceAll {
@TLS
private
static
long
beginTime;
@OnMethod
(
clazz=
"java.lang.ClassLoader"
,
method=
"defineClass"
)
public
static
void
traceMethodBegin(){
beginTime = timeMillis();
}
@OnMethod
(
clazz=
"java.lang.ClassLoader"
,
method=
"defineClass"
,
location=
@Location
(Kind.RETURN)
)
public
static
void
traceMethdReturn(
@Return
String result,
@ProbeClassName
String clazzName,
@ProbeMethodName
String methodName){
println(
"==========================================================================="
);
println(strcat(strcat(clazzName,
"."
), methodName));
println(strcat(
"Time taken : "
, str(timeMillis() - beginTime)));
println(
"java thread method trace:---------------------------------------------------"
);
jstack();
println(
"----------------------------------------------------------------------------"
);
println(strcat(
"Reuslt :"
,str(result)));
println(
"============================================================================"
);
}
}
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运行后，发现cglib在创建代理类的时候，确实调用了defineClass方法
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java.lang.ClassLoader.defineClass
Time taken :
79
java thread method trace:---------------------------------------------------
java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:
615
)
sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source)
sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:
25
)
java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:
597
)
net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:
384
)
net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:
219
)
net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:
377
)
net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:
285
)
PermTest.main(PermTest.java:
19
)
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Reuslt :
class
PermTest$PermTestClass$$EnhancerByCGLIB$$1ed16944_8
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至此，问题场景以及如何排查，清晰了。。。
参考书籍：
1、分布式java应用基础
2、深入理解JVM