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java 内存泄漏场景_Java内存泄露的例子

發(fā)布時間：2025/5/22 java 22 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 java 内存泄漏场景_Java内存泄露的例子小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

在定位JVM性能問題時可能會遇到內(nèi)存泄露導(dǎo)致JVM OutOfMemory的情況,在使用Tomcat容器時如果設(shè)置了reloadable=”true”這個參數(shù),在頻繁熱部署應(yīng)用時也有可能會遇到內(nèi)存溢出的情況。Tomcat的熱部署原理是檢測到WEB-INF/classes或者WEB-INF/lib目錄下的文件發(fā)生了變更后會把應(yīng)用先停止然后再啟動,由于Tomcat默認(rèn)給每個應(yīng)用分配一個WebAppClassLoader,熱替換的原理就是創(chuàng)建一個新的ClassLoader來加載類,由于JVM中一個類的唯一性由它的class文件和它的類加載器來決定,因此重新加載類可以達(dá)到熱替換的目的。當(dāng)熱部署的次數(shù)比較多會導(dǎo)致JVM加載的類比較多,如果之前的類由于某種原因(比如內(nèi)存泄露)沒有及時卸載就可能導(dǎo)致永久代或者MetaSpace的OutOfMemory。這篇文章通過一個Demo來簡要介紹下ThreadLocal和ClassLoader導(dǎo)致內(nèi)存泄露最終OutOfMemory的場景。

類的卸載

在類使用完之后，滿足下面的情形，會被卸載：

該類在堆中的所有實例都已被回收，即在堆中不存在該類的實例對象。

加載該類的classLoader已經(jīng)被回收。

該類對應(yīng)的Class對象沒有任何地方可以被引用，通過反射訪問不到該Class對象。

如果類滿足卸載條件，JVM就在GC的時候，對類進行卸載，即在方法區(qū)清除類的信息。

場景介紹

上一篇文章我介紹了ThreadLocal的原理,每個線程有個ThreadLocalMap，如果線程的生命周期比較長可能會導(dǎo)致ThreadLocalMap里的Entry沒法被回收,那ThreadLocal的那個對象就一直被線程持有強引用,由于實例對象會持有Class對象的引用,Class對象又會持有加載它的ClassLoader的引用，這樣就會導(dǎo)致Class無法被卸載了,當(dāng)加載的類足夠多時就可能出現(xiàn)永久代或者MetaSpace的內(nèi)存溢出，如果該類有大對象，比如有比較大的字節(jié)數(shù)組,會導(dǎo)致Java堆區(qū)的內(nèi)存溢出。

源碼介紹

這里定義了一個內(nèi)部類Inner,Inner類有個靜態(tài)的ThreadLocal對象,主要用于讓線程持有Inner類的強引用導(dǎo)致Inner類無法被回收,定義了一個自定義的類加載器去加載Inner類，如下所示:

47public class MemoryLeak{

public static void main(String[] args){

//由于線程一直在運行,因此ThreadLocalMap里的Inner對象一直被Thread對象強引用

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run(){

while (true) {

//每次都新建一個ClassLoader實例去加載Inner類

CustomClassLoader classLoader = new CustomClassLoader

("load1", MemoryLeak.class.getClassLoader(), "com.ezlippi.MemoryLeak$Inner", "com.ezlippi.MemoryLeak$Inner$1");

try {

Class> innerClass = classLoader.loadClass("com.ezlippi.MemoryLeak$Inner");

innerClass.newInstance();

//幫助GC進行引用處理

innerClass = null;

classLoader = null;

Thread.sleep(10);

} catch (ClassNotFoundException | IllegalAccessException | InstantiationException | InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}).start();

}

//為了更快達(dá)到堆區(qū)

public static class Inner{

private byte[] MB = new byte[1024 * 1024];

static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal() {

@Override

protected Inner initialValue(){

return new Inner();

}

};

//調(diào)用ThreadLocal.get()才會調(diào)用initialValue()初始化一個Inner對象

static {

threadLocal.get();

}

public Inner(){

}

//源碼省略

private static class CustomClassLoader extends ClassLoader{}

堆區(qū)內(nèi)存溢出

為了觸發(fā)堆區(qū)內(nèi)存溢出，我在Inner類里面設(shè)置了一個1MB的字節(jié)數(shù)組,同時要在靜態(tài)塊中調(diào)用threadLocal.get()，只有調(diào)用才會觸發(fā)initialValue()來初始化一個Inner對象,不然只是創(chuàng)建了一個空的ThreadLocal對象,ThreadLocalMap里并沒有數(shù)據(jù)。

JVM參數(shù)如下:

1-Xms100m -Xmx100m -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+PrintClassHistogram -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

最后執(zhí)行了814次后JVM堆區(qū)內(nèi)存溢出了,如下所示:

20java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

Dumping heap to java_pid11824.hprof ...

Heap dump file created [100661202 bytes in 1.501 secs]

Heap

par new generation total 30720K, used 30389K [0x00000000f9c00000, 0x00000000fbd50000, 0x00000000fbd50000)

eden space 27328K, 99% used [0x00000000f9c00000, 0x00000000fb6ad450, 0x00000000fb6b0000)

from space 3392K, 90% used [0x00000000fb6b0000, 0x00000000fb9b0030, 0x00000000fba00000)

to space 3392K, 0% used [0x00000000fba00000, 0x00000000fba00000, 0x00000000fbd50000)

concurrent mark-sweep generation total 68288K, used 67600K [0x00000000fbd50000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)

Metaspace used 3770K, capacity 5134K, committed 5248K, reserved 1056768K

class space used 474K, capacity 578K, committed 640K, reserved 1048576K

Exception in thread "Thread-0" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

at com.ezlippi.MemoryLeak$Inner.(MemoryLeak.java:34)

at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)

at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(Unknown Source)

at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(Unknown Source)

at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Unknown Source)

at java.lang.Class.newInstance(Unknown Source)

at com.ezlippi.MemoryLeak$1.run(MemoryLeak.java:20)

at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

可以看到JVM已經(jīng)沒有內(nèi)存來創(chuàng)建新的Inner對象,因為堆區(qū)存放了很多個1MB的字節(jié)數(shù)組,這里我把類的直方圖打印出來了(下圖是堆大小為1024M的場景)，省略了一些無關(guān)緊要的類，可以看出字節(jié)數(shù)組占了855M的空間,創(chuàng)建了814個com.ezlippi.MemoryLeak$CustomClassLoader的實例,和字節(jié)數(shù)組的大小基本吻合：

21num #instances #bytes class name

----------------------------------------------

1: 6203 855158648 [B

2: 13527 1487984 [C

3: 298 700560 [I

4: 2247 228792 java.lang.Class

5: 8232 197568 java.lang.String

6: 3095 150024 [Ljava.lang.Object;

7: 1649 134480 [Ljava.util.HashMap$Node;

11: 813 65040 com.ezlippi.MemoryLeak$CustomClassLoader

12: 820 53088 [Ljava.util.Hashtable$Entry;

15: 817 39216 java.util.Hashtable

16: 915 36600 java.lang.ref.SoftReference

17: 543 34752 java.net.URL

18: 697 33456 java.nio.HeapCharBuffer

19: 817 32680 java.security.ProtectionDomain

20: 785 31400 java.util.TreeMap$Entry

21: 928 29696 java.util.Hashtable$Entry

22: 1802 28832 java.util.HashSet

23: 817 26144 java.security.CodeSource

24: 814 26048 java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap$Entry

Metaspace溢出

為了讓Metaspace溢出，那就必須把MetaSpace的空間調(diào)小一點，要在堆溢出之前加載足夠多的類,因此我調(diào)整了下JVM參數(shù),并且把字節(jié)數(shù)組的大小調(diào)成了1KB，如下所示:

3private byte[] KB = new byte[1024];

-Xms100m -Xmx100m -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+PrintClassHistogram -XX:MetaspaceSize=2m -XX:MaxMetaspaceSize=2m

從GC日志可以看出在Meraspace達(dá)到GC閾值(也就是MaxMetaspaceSize配置的大小時)會觸發(fā)一次FullGC：

13java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

{Heap before GC invocations=20 (full 20):

par new generation total 30720K, used 0K [0x00000000f9c00000, 0x00000000fbd50000, 0x00000000fbd50000)

eden space 27328K, 0% used [0x00000000f9c00000, 0x00000000f9c00000, 0x00000000fb6b0000)

from space 3392K, 0% used [0x00000000fb6b0000, 0x00000000fb6b0000, 0x00000000fba00000)

to space 3392K, 0% used [0x00000000fba00000, 0x00000000fba00000, 0x00000000fbd50000)

concurrent mark-sweep generation total 68288K, used 432K [0x00000000fbd50000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)

Metaspace used 1806K, capacity 1988K, committed 2048K, reserved 1056768K

class space used 202K, capacity 384K, committed 384K, reserved 1048576K

[Full GC (Metadata GC Threshold) [CMS

Process finished with exit code 1

通過上面例子可以看出如果類加載器和ThreadLocal使用的不當(dāng)確實會導(dǎo)致內(nèi)存泄露的問題,完整的源碼在github

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 内存泄漏场景_Java内存泄露的例子的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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