jvm疯狂吞占内存，罪魁祸首是谁？

Posted 2021-04-18 Analysys易观

导读

JVM是Java Virtual Machine的缩写，中文名为Java虚拟机。它是一种用于计算设备的规范，是一个虚构出来的计算机，主要通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。在实际运用过程中，易观技术人员注意到一台开发机上各个微服务进程占用内存很高，随即便展开了调查......

现象：前段时间发现某台开发机上各个微服务进程占用内存很高，这里记录下解决思路，仅供参考。

• Centos6.10+Jdk1.8+SpringBoot1.4.4环境下各个JVM进程所占内存使用情况

 

VIRT和RES都很高......

以其中某个进程为例（进程启动日期为8月9日，排查时候的时间是8月10日10:54:58，也就是说该进程运行时间应该不会超过48小时）

top命令查看该进程占用内存情况（可以看到此进程已经占用2.7G物理内存）

为了排除掉是因为中途有压力测试的嫌疑，将此服务进行了重启，但是刚起的进程(19146)，

占内存情况RES:1.8G,  VIRT:33.4G  …

JVM进程动不动就是2G以上的内存，然而开发环境并没什么业务请求，谁是罪魁祸首 ？

解决问题之前，先复习下几个基础知识。

1. 什么是RES和VIRT？

• RES：resident memory usage 常驻内存  

（1）进程当前使用的内存大小，但不包括swap out 

（2）包含其他进程的共享

（3）如果申请100m的内存，实际使用10m，它只增长10m，与VIRT相反

（4）关于库占用内存的情况，它只统计加载的库文件所占内存大小  

RES = CODE + DATA

• VIRT：virtual memory usage 

（1）进程“需要的”虚拟内存大小，包括进程使用的库、代码、数据等

（2）假如进程申请100m的内存，但实际只使用了10m，那么它会增长100m，而不是实际的使用量

VIRT = SWAP + RES

2. Linux与进程内存模型

3. JVM内存模型（1.7与1.8之间的区别）

所以JVM进程内存大小大致为：

非heap（非heap=元空间+栈内存+…）+heap+JVM进程运行所需内存+其他数据

 

那么会是jvm内存泄漏引起的吗？

• 使用Jmap命令将整个heap dump下来，然后用jvisualvm分析 

可以看到，堆内存一切正常（dump会引起FGC,但并不影响此结论）

那么可能是SpringBoot的原因吗？

为了验证此问题，通过部署系统在开发机上起了1个没有任何业务代码的springboot进程，仅仅是引入注册中心

查看此进程内存占用情况：

明显已经设置了Xmx为512MB，虽然Xmx不等于最终JVM所占总内存，但至少也不会偏差太多； 那么使用jmap命令查看当前jvm堆内存配置和使用情况（下面的图2是在图1现场5分钟之后截取的）

（图1）

（图2）

所以从2次的jmap结果中，可以得出以下几个结论：

• 我们的Xmx设置并没有生效，因为MaxHeapSize≠Xmx

• 图1中jvm占用内存计算：

元空间(20.79MB)+ eden(834MB)+年老代(21MB)+线程栈（38*1024KB）+JVM进程本身运行内存+ NIO的DirectBuffer +JIT+JNI+…≈top(Res) 1.1G

当前jvm线程数统计：jstack 7311 |grep ‘tid’|wc –l  (linux 64位系统中jvm线程默认栈大小为1MB)

• Eden区进行了多次扩容，由图1可知eden区可用空间已经不够用了（容量：843MB，已使用：834MB），图2中扩容到1566MB

• Eden区经历了Minor Gc，由图2可知eden区已使用空间：60MB，说明之前在eden区的对象大部分已经被回收，部分未被回收的对象已经转入到扩展1区了

Xmx设置为何未生效？

查看部署系统的启动脚本，发现启动方式为：Java –jar $jar_file –Xms512m –Xmx1024m

正确的Java命令:

java [ options ] class [ arguments ] 

java [ options ] -jar file.jar [ arguments ]

其实到这里，也找到了此问题原因所在，Java –jar $jar_file –Xms512m –Xmx1024m被JVM解释成了程序的参数。

手动执行:    java –Xms512m –Xmx1024m –jar ems-client-1.0.jar

至此，RES过高的问题已解决，但是VIRT的问题还在

使用系统命令pmap -x 3516查看进程的内存映射情况，会发现大量的64MB内存块存在；统计了下，大概有50多个65404+132=65536,正好是64MB，算起来大约3个多G

于是Google之，发现大致的原因是从glibc2.11版本开始，linux为了解决多线程下内存分配竞争而引起的性能问题，增强了动态内存分配行为，使用了一种叫做arena的memory pool,在64位系统下面缺省配置是一个arena大小为64M，一个进程可以最多有cpu cores * 8个arena。假设机器是8核的，那么最多可以有8 * 8 = 64个arena，也就是会使用64 * 64 = 4096M内存。

然而我们可以通过设置系统环境变量来改变arena的数量：

 export MALLOC_ARENA_MAX=8（一般建议配置程序cpu核数）

配置环境变量使其生效，再重启该jvm进程，VIRT比之前少了快2个G:

/ 具体的参考资料 /

https://access.redhat.com/documentation/enus/red_hat_enterprise_linux/6/html/6.0_release_notes/compiler

https://code.woboq.org/userspace/glibc/malloc/arena.c.html

总结：这里只是提供一种解决问题的思路，仅供参考；一般我们遇到问题之后， 首先想到的是不是程序有问题，然后跟踪了很久还是未找到问题根本原因；几经周折， 才发现问题是出现在最容易被我们忽视的地方（比如这里的脚本命令问题）！当然，每个公司或者每个人遇到的问题都不太一样，需要具体问题具体分析。

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