Memory Analyzer Tool定位Java heap space内存泄漏

Posted 2020-10-22 xgmxm

java heap space是一个很蛋疼的问题，如果开发调试时遇到还好，如果是在项目上线后运行一段时间后，才抛出该异常，那真的很悲剧（那你得找代码中到底是哪里内存泄露了），这真是一个悲伤的故事。  

1.java head space堆内存溢出

分  析

发生这种问题的原因是java虚拟机创建的对象太多，在进行垃圾回收之间，虚拟机分配的到堆内存空间已经用满了，与Heap space有关。

解决方法：

1. 增加Java虚拟机中Xms（初始堆大小）和Xmx（最大堆大小）参数的大小。如：set JAVA_OPTS= -Xms256m -Xmx1024m。

2. 检查程序，看是否释放发生内存泄露（对象未释放、集合过大、网络连接未关闭、算法有问题...），找到泄露的地方，修改程序。

第一种方法适用场景：

jvm的最大内存设置过小（一般的项目设置成1G就足够了，还发生这种异常就有点不正常了）。

第二种方法适用的场景：

对象内存不能被java虚拟机释放，并且不断增长，占用了很大的空间，导致jvm内存不足。

2.利用MAT工具定位内存泄露

 

了解jvm垃圾回收机制

java不像C一样需要手动管理程序内存，它有自己的垃圾回收机制：每隔一段时间运行异步线程去回收垃圾来释放内存，并不需要我们辅助回收内存，但这并不代表程序员就可以随心所欲的写代码，而不用担心内存的回收了。因为java垃圾回收是有条件的，下面是垃圾回收机制的简单介绍:

1.java虚拟机每隔一段时间调用一次垃圾回收，回收没有被引用了的内存数据，释放该内存。

2.在java内存不足的，会频繁调用垃圾回收，释放内存，当堆中内存不足2%时，会抛出java head space异常。

3.java垃圾回收可显示调用，方法为"System.gc()"。

定位内存泄露

 内存泄露：对象内存不能被java虚拟机释放，并且不断增长，占用了很大的空间，导致jvm内存不足，抛出java head space。

  MAT的使用

 

1.内存泄露代码例子

[java] view plain copy

 

1. package test;  
2.   
3. import java.util.HashMap;  
4.   
5. public class OOMTest{  
6.     HashMap<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>();  
7.       
8.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
9.         new OOMTest().addMap();  
10.     }  
11.       
12.     public void addMap() throws InterruptedException{  
13.         int i  = 0;  
14.         while(true){  
15.             Thread.sleep(50);  
16.             i++;  
17.             map.put(i, String.valueOf(i));  
18.         }  
19.     }  
20. }  

    2.导出dump文件快照

 运行程序，在程序关闭前（web工程可以在抛出异常后）导出dump文件。

导出文件命令：

1.在cmd中执行jps命令（web工程是选择发布的tomcat，tomcat在jps的名称为“Bootstrap”）

2.执行导出命令：

jmap -dump:format=b,file=导出文件路径 <进程号> 

3.用MAT分析文件

按装eclipse mat插件，在eclipse  File —> Open File 中选择dump文件，加载dump文件。

点击dominator_tree,展开占用内存（Retained heap）最大的，可以看到指向的类是test.OOMTest

MAT分析小技巧

1.将JVM内存设大，使MAT显示内存泄露处的内存占用率更加明显，排除其他因素的干扰。

2.在实际使用当中，可以获取多个时刻的内存快照，进行前后比较，如果某一对象前后一直在增长，说明该处存在内存泄露的可能。

 

3.其他常见的OOM及解决思路：

 

1、OOM for Perm=>例如：java.lang.OutOfMemoryError: Java perm space

分  析

发生这种问题的原意是程序中使用了大量的jar或class，使java虚拟机装载类的空间不够，与Permanent Generation space有关。

解决方法

1.增加java虚拟机中的XX:PermSize和XX:MaxPermSize参数的大小，其中XX:PermSize是初始永久保存区域大小，XX:MaxPermSize是最大永久保存区域大小。

2.如果是JVM运行较长一段时间而不是刚启动后溢出的话，很有可能是由于运行时有类被动态加载进来，此时建议用CMS策略中的类卸载配置。

如：-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSClassUnloadingEnabled

2、OOM for GC=>例如：java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

分  析

此OOM是由于JVM在GC时，对象过多，导致内存溢出，建议调整GC的策略，在一定比例下开始GC而不要使用默认的策略，或者将新代和老代设置合适的大小，需要进行微调存活率。

解决方法

改变GC策略，在老代80%时就是开始GC，并且将-XX:SurvivorRatio（-XX:SurvivorRatio=8）和-XX:NewRatio（-XX:NewRatio=4）设置的更合理。

3、OOM for native thread created=>例如：java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

分  析

参考如下：

(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads

MaxProcessMemory 指的是一个进程的最大内存

JVMMemory JVM内存

ReservedOsMemory 保留的操作系统内存

ThreadStackSize 线程栈的大小

如果JVM内存调的过大或者可利用率小于20%，可以建议将heap及perm的最大值下调，并将线程栈调小，即-Xss调小，如：-Xss128k

解决方法

在JVM内存不能调小的前提下，将-Xss设置较小，如：-Xss:128k

4、OOM for allocate huge array=>例如：Exception in thread "main": java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit

分  析

此类信息表明应用程序（或者被应用程序调用的APIs）试图分配一个大于堆大小的数组。例如，如果应用程序new一个数组对象，大小为512M，但是最大堆大小为256M，因此OutOfMemoryError会抛出，因为数组的大小超过虚拟机的限制。

解决方法

（1）、首先检查heap的-Xmx是不是设置的过小

（2）、如果heap的-Xmx已经足够大，那么请检查应用程序是不是存在bug，例如：应用程序可能在计算数组的大小时，存在算法错误，导致数组的size很大，从而导致巨大的数组被分配。

5、 OOM for small swap=>例如：Exception in thread "main": java.lang.OutOfMemoryError: request <size> bytes for <reason>. Out of swap space

分  析

抛出这类错误，是由于从native堆中分配内存失败，并且堆内存可能接近耗尽。这类错误可能跟应用程序没有关系，例如下面两种原因也会导致错误的发生：

（1）操作系统配置了较小的交换区

（2）系统的另外一个进程正在消耗所有的内存

解决方法

（1）、检查os的swap是不是没有设置或者设置的过小

（2）、检查是否有其他进程在消耗大量的内存，从而导致当前的JVM内存不够分配。

注意：虽然有时<reason>部分显示导致OOM的原因，但大多数情况下，<reason>显示的是提示分配失败的源模块的名称，所以有必要查看日志文件，如crash时的hs文件。