探查內(nèi)存不足內(nèi)存泄漏問題

1、探查內(nèi)存不足/內(nèi)存泄漏問題問題描述內(nèi)存不足 (OOM 由于 java 堆或本地內(nèi)存中的內(nèi)存耗盡，應(yīng)用程序顯示“內(nèi)存不足”錯誤。內(nèi)存泄漏 java 堆或本地內(nèi)存的持續(xù)內(nèi)存增長，最終將導(dǎo)致內(nèi)存不足狀態(tài)。調(diào)試內(nèi)存泄漏狀態(tài)的技術(shù)與調(diào)試內(nèi)存不足狀態(tài)的技術(shù)相同。故障排除請注意，并非下面所有任務(wù)都需要完成。有些問題僅通過執(zhí)行幾項任務(wù)就可以解決?？焖冁溄樱?Java 堆、本地內(nèi)存和進(jìn)程大小 進(jìn)程地址空間和物理內(nèi)存之間的差異 為什么會發(fā)生 OOM 問題，JVM 在這種情況下如何處理？ 排除故障的步驟 o 確定是 Java OOM 還是本地 OOM o Java OOM o 本地 OOM Jrockit 特定特性

2、 參考文獻(xiàn) Java 堆、本地內(nèi)存和進(jìn)程大小Java 堆 這是 JVM 用來分配 java 對象的內(nèi)存。java 堆內(nèi)存的最大值用 java 命令行中的 .Xmx 標(biāo)志來指定。如果未指定最大的堆大小，那么該極限值由 JVM 根據(jù)諸如計算機中的物理內(nèi)存量和該時刻的可用空閑內(nèi)存量這類因素來決定。始終建議您指定最大的 java 堆值。本地內(nèi)存 這是 JVM 用于其內(nèi)部操作的內(nèi)存。JVM 將使用的本地內(nèi)存堆數(shù)量取決于生成的代碼量、創(chuàng)建的線程、GC 期間用于保存 java 對象信息的內(nèi)存，以及在代碼生成、優(yōu)化等過程中使用的臨時空間。如果有一個第三方本地模塊，那么它也可能使用本地內(nèi)存。例如，本地 JDBC

3、 驅(qū)動程序?qū)⒎峙浔镜貎?nèi)存。最大本地內(nèi)存量受到任何特定操作系統(tǒng)上的虛擬進(jìn)程大小限制的約束，也受到用 .Xmx 標(biāo)志指定用于 java 堆的內(nèi)存量的限制。例如，如果應(yīng)用程序能分配總計為 3 GB 的內(nèi)存量，并且最大 java 堆的大小為 1 GB，那么本地內(nèi)存量的最大值可能在 2 GB 左右。 進(jìn)程大小 進(jìn)程大小將是 java 堆、本地內(nèi)存與加載的可執(zhí)行文件和庫所占用內(nèi)存的總和。在 32 位操作系統(tǒng)上，進(jìn)程的虛擬地址空間最大可達(dá)到 4 GB。從這 4 GB 內(nèi)存中，操作系統(tǒng)內(nèi)核為自己保留一部分內(nèi)存（通常為 1 - 2 GB）。剩余內(nèi)存可用于應(yīng)用程序。Windows缺省情況下，2 GB 可用于應(yīng)用程

4、序，剩余 2 GB 保留供內(nèi)核使用。但是，在 Windows 的一些變化版本中，有一個 /3GB 開關(guān)可用于改變該分配比率，使應(yīng)用程序能夠獲得 3 GB。有關(guān) /3GB 開關(guān)的詳細(xì)信息，可以在以下網(wǎng)址中找到：RH Linux AS 2.1 3 GB 可用于應(yīng)用程序。對于其它操作系統(tǒng)，請參考操作系統(tǒng)文檔了解有關(guān)配置。返回頁首進(jìn)程地址空間和物理內(nèi)存之間的差異每個進(jìn)程都獲得其自有的地址空間。在 32 位操作系統(tǒng)中，此地址空間范圍為 0 到 4 GB。此范圍與計算機的可用隨機存取內(nèi)存 (RAM 或交換空間無關(guān)。計算機中的可用物理內(nèi)存總量是該計算機上的可用 RAM 和交換空間之和。所有運行的進(jìn)程共享這些

5、物理內(nèi)存。進(jìn)程內(nèi)的存儲地址是虛擬地址。內(nèi)核將此虛擬地址映射到物理地址上。物理地址指向物理內(nèi)存中的某個位置。在任一給定時間，計算機中運行進(jìn)程所使用的全部虛擬內(nèi)存的總和不能超過該計算機上可用物理內(nèi)存的總量。返回頁首為什么會發(fā)生 OOM 問題，JVM 在這種情況下如何處理？java 堆中的內(nèi)存不足如果 JVM 不能在 java 堆中獲得更多內(nèi)存來分配更多 java 對象，將會拋出 java 內(nèi)存不足 (java OOM 錯誤。如果 java 堆充滿了活動對象，并且 JVM 無法再擴展 java 堆，那么它將不能分配更多 java 對象。在這種情況下，JVM 讓應(yīng)用程序決定在拋出 java.lang.

6、OutOfMemoryError 后該執(zhí)行什么操作。例如，應(yīng)用程序可以處理此錯誤，并決定以安全方式自行關(guān)閉或決定忽略此錯誤。如果應(yīng)用程序不處理此錯誤，那么拋出此錯誤的線程將退出（如果您進(jìn)行 java Thread Dump，那么將看不到該線程）。在使用 Weblogic Server 的情況下，如果此錯誤是由某個執(zhí)行線程拋出的，則會處理此錯誤并將其記錄在日志中。如果連續(xù)拋出此錯誤，那么核心運行狀況監(jiān)視器線程將關(guān)閉 Weblogic Server。本地堆中的內(nèi)存不足如果 JVM 無法獲得更多本地內(nèi)存，它將拋出本地內(nèi)存不足（本地 OOM）錯誤。當(dāng)進(jìn)程到達(dá)操作系統(tǒng)的進(jìn)程大小限值，或者當(dāng)計算機用完 R

7、AM 和交換空間時，通常會發(fā)生這種情況。當(dāng)發(fā)生這種情況時，JVM 處理本地 OOM 狀態(tài)，記錄說明它已用完本地內(nèi)存或無法獲得內(nèi)存的消息，然后退出。如果 JVM 或加載的任何其它模塊（如 libc 或第三方模塊）不處理這個本地 OOM 狀態(tài)，那么操作系統(tǒng)將給 JVM 發(fā)送命令 JVM 退出的 sigabort 信號。通常情況下，JVM 收到 sigabort 信號時將會生成一個核心文件。返回頁首排除故障的步驟確定是 Java OOM 還是本地 OOM： 如果 stdout/stderr 消息說明這是一個 java.lang.OutOfMemoryError，那么這就是 Java OOM 如果 s

8、tdout/stderr 消息說明無法獲得內(nèi)存，那么這就是本地 OOM 請注意，上述消息僅發(fā)送到 stdout 或 stderr 中，而不發(fā)送到應(yīng)用程序特定的日志文件（如 weblogic.log）返回頁首對于 Java OOM：1. 收集和分析 verbose gc 輸出 a. 在 java 命令行中添加“-verbosegc”標(biāo)志。這樣將會把 GC 活動信息打印到 stdout/stderr。將 stdout/stderr 重定向到一個文件。運行應(yīng)用程序，直到該問題重現(xiàn)。 b. 確保 JVM 在拋出 java OOM 之前完成下列任務(wù) 完整 GC 運行：執(zhí)行一次完整 GC 運行，并且刪除了

9、所有不可及對象以及虛可及、弱可及、軟可及對象，并回收了那些空間。有關(guān)不同級別的對象可及性的詳細(xì)信息，可以在以下網(wǎng)址中可找到：您可以檢查是否在發(fā)出 OOM 消息之前執(zhí)行了完整 GC 運行。當(dāng)完成一次完整 GC 運行時，將會打印類似如下消息（格式取決于 JVM 請查看 JVM 幫助信息以了解有關(guān)格式）memory 7.160: GC 131072K->130052K (131072K in 1057.359 ms以上輸出的格式如下（備注：在此模式下將全部使用相同的格式）：memory : GC K-> K ( K, ms memory - start time of collectio

10、n (seconds since jvm start memory - memory used by objects before collection (KB memory - memory used by objects after collection (KB memory - size of heap after collection (KB memory - total time of collection (milliseconds 但是，沒有辦法斷定是否使用 verbose 消息刪除了軟/弱/虛可及的對象。如果您懷疑在拋出 OOM 時這些對象仍然存在，請與 JVM 供應(yīng)商聯(lián)系。如

11、果垃圾回收算法是一種按代回收算法（對于 Jrockit 為 gencopy 或 gencon，對于其它 JDK 則是缺省算法），您也將看到類似如下的 verbose 輸出：memory 2.414: Nursery GC 31000K->20760K (75776K, 0.469 ms以上是 nursery GC（即 young GC）周期，它將把活動對象從 nursery（或 young 空間）提升到 old 空間。這個周期對我們的分析不重要。有關(guān)按代回收算法的詳細(xì)信息，可以在 JVM 文檔中找到。如果在 java OOM 之前未發(fā)生 GC 周期，那么這是一個 JVM 錯誤。完全壓縮：

12、確保 JVM 執(zhí)行了適當(dāng)?shù)膲嚎s工作，并且內(nèi)存并未成碎片（否則會阻止分配大對象并觸發(fā) java OOM 錯誤）。Java 對象要求內(nèi)存是連續(xù)的。如果可用空閑內(nèi)存是一些碎片，那么 JVM 將無法分配大對象，因為它可能無法放入任何可用空閑內(nèi)存塊中。在這種情況下，JVM 將執(zhí)行一次完全壓縮，以便形成更多連續(xù)的空閑內(nèi)存來容納大對象。2. 壓縮工作包括在 java 堆內(nèi)存中將對象從一個位置移動到另一個位置，以及更新對這些對象的引用以指向新位置。除非確有必要，否則 JVM 不會壓縮所有對象。這是為了減少 GC 周期的暫停時間。3. 我們可以通過分析 verbose gc 消息來檢查 java OOM 是否由

13、碎片引起。如果您看到類似如下的輸出（在此無論是否有可用的空閑 java 堆都會拋出 OOM），那么這就是由碎片引起的。4. memory 8.162: GC 73043K->72989K (131072K in 12.938 msmemory 8.172: GC 72989K->72905K (131072K in 12.000 msmemory 8.182: GC 72905K->72580K (131072K in 13.509 msjava.lang.OutOfMemoryError5. 在上述情況中您可以看到，所指定的最大堆內(nèi)存是 128MB，并且當(dāng)實際內(nèi)存使用量僅為

14、 72580K 時，JVM 拋出 OOM。堆使用量僅為 55%。因此在這種情況下，碎片影響是：即使還有 45 的空閑堆，內(nèi)存也會拋出 OOM。這是一個 JVM 錯誤或缺陷。您應(yīng)當(dāng)與 JVM 供應(yīng)商聯(lián)系。6. 如果 JVM 一切都正常（上一步中提到的所有操作），那么此 java OOM 可能是應(yīng)用程序的問題。應(yīng)用程序可能在不斷泄漏一些 java 內(nèi)存，而這可能導(dǎo)致出現(xiàn)上述問題。或者，應(yīng)用程序使用更多的活動對象，因此它需要更多 java 堆內(nèi)存。在應(yīng)用程序中可以檢查以下方面： o 應(yīng)用程序中的緩存功能 如果應(yīng)用程序在內(nèi)存中緩存 java 對象，則應(yīng)確保此緩存并沒有不斷增大。對緩存中的對象數(shù)應(yīng)有一個

15、限值。我們可以嘗試減少此限值，來觀察其是否降低 java 堆使用量。 Java 軟引用也可用于數(shù)據(jù)緩存，當(dāng) JVM 用完 java 堆時，可以保證刪除軟可及對象。o 長期活動對象 如果應(yīng)用程序中有長期活動對象，則可以嘗試盡可能減少這些對象的存在期。例如，調(diào)整 HTTP 會話超時值將有助于更快地回收空閑會話對象。 o 內(nèi)存泄漏 內(nèi)存泄漏的一個例子是在應(yīng)用服務(wù)器中使用數(shù)據(jù)庫連接池。當(dāng)使用連接池時，必須在 finally 塊中顯式關(guān)閉 JDBC 語句和結(jié)果集對象。這是因為，當(dāng)從池中調(diào)用連接對象上的 close( 時，只是簡單地把連接返回池中以供重用，并沒有實際關(guān)閉連接和關(guān)聯(lián)的語句/結(jié)果集對象。o 增

16、加 java 堆 如果可能的話，我們也可嘗試增加 java 堆，以觀察是否能解決問題。 3. 如果上述建議都不適用于該應(yīng)用程序，那么，我們需要使用一個基于 JVMPI（JVM 事件探查器接口）的事件探查器（如 Jprobe 或 OptimizeIt）來找出哪些對象正在占用 java 堆。事件探查器還提供 java 代碼中正在創(chuàng)建這些對象的位置的詳細(xì)信息。本文檔并不介紹每個事件探查器的詳細(xì)信息。可以參考事件探查器文檔來了解如何用事件探查器設(shè)置和啟動應(yīng)用程序。一般而言，基于 JVMPI 的事件探查器需要較高的系統(tǒng)開銷，并會大大降低應(yīng)用程序的性能。因此，在生產(chǎn)環(huán)境中使用這些事件探查器并不可取。 返回

17、頁首對于本地 OOM 問題： 1. 收集下列信息： a.  .verbosegc 輸出，通過它可監(jiān)視 java 堆使用量。這樣將有助于了解此應(yīng)用程序的 java 內(nèi)存要求。 應(yīng)當(dāng)注意，指定的最大堆內(nèi)存量（在 java 命令行中使用 Xmx 標(biāo)志）與應(yīng)用程序的實際 java 堆使用量無關(guān)，其在 JVM 啟動時被保留，并且此保留內(nèi)存不能用于其它任何用途。 在使用 Jrockit 時，使用 -verbose 來代替 -verbosegc，因為這可以提供 codegen 信息以及 GC 信息。b. 定期記錄進(jìn)程虛擬內(nèi)存大小，從啟動應(yīng)用程序時起直到 JVM 用完本地內(nèi)存。這樣將有助于了解此進(jìn)程

18、是否確實達(dá)到該操作系統(tǒng)的大小限值。在 Windows 環(huán)境下，使用下列步驟來監(jiān)視虛擬進(jìn)程大小：i. 在“開始” -> “運行”對話框中，輸入“perfmon”并單擊“確定”。ii. 在彈出的“性能”窗口中，單擊“+”按鈕（圖表上部）。iii. 在顯示的對話框中選擇下列選項： 性能對象：進(jìn)程（不是缺省的處理器） 從列表中選擇計數(shù)器：虛擬字節(jié)數(shù) 從列表中選擇實例：選擇 JVM (java 實例 單擊“添加”，然后單擊“關(guān)閉” 在 Unix 或 Linux 環(huán)境下，對于一個給定 PID，可以使用以下命令來查找虛擬內(nèi)存大小 - ps -p -o vsz 。在 Linux 環(huán)境下，單個 JVM 實

19、例內(nèi)的每個 java 線程都顯示為一個獨立的進(jìn)程。如果我們獲得根 java 進(jìn)程的 PID，那么這就足夠了?？梢允褂?ps 命令的 .forest 選項來找到根 java 進(jìn)程。例如，ps lU -forest 將提供一個由指定用戶啟動的所有進(jìn)程的 ASCII 樹圖。您可以從該樹圖中找到根 java。1. 計算機中的內(nèi)存可用性如果計算機沒有足夠的 RAM 和交換空間，則操作系統(tǒng)將不能為此進(jìn)程提供更多內(nèi)存，這樣也會導(dǎo)致內(nèi)存不足。請確保 RAM 與磁盤中的交換空間之和足以滿足該計算機中正在運行的所有進(jìn)程的需要。 1. 調(diào)整 java 堆 如果 java 堆使用量完全在最大堆范圍內(nèi)，則減小 java 最大堆將為 JVM 提供更多的本地內(nèi)存。這不是一個解決辦法，而是一個可嘗試的變通