一次恐怖的 Java 内存泄漏排查实战
轉載自??一次恐怖的 Java 內存泄漏排查實戰
最近在看《深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐》（第二版）這本書，理論+實踐結合，深入淺出，強烈推薦給大家。
這兩天對JVM內容進行了一個討論，討論的內容主要包括如下幾個方面。
1）內存溢出和內存泄露的介紹？
2）如何排查和處理內存泄露？
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一、內存溢出和內存泄露
一種通俗的說法。
1、內存溢出：你申請了10個字節的空間，但是你在這個空間寫入11或以上字節的數據，出現溢出。
2、內存泄漏：你用new申請了一塊內存，后來很長時間都不再使用了（按理應該釋放），但是因為一直被某個或某些實例所持有導致 GC 不能回收，也就是該被釋放的對象沒有釋放。點擊此處查看內存泄漏更多說明。
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下面具體介紹。
1.1 內存溢出
java.lang.OutOfMemoryError，是指程序在申請內存時，沒有足夠的內存空間供其使用，出現OutOfMemoryError。點擊此處查看內存泄漏更多說明。
產生原因
產生該錯誤的原因主要包括：
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JVM內存過小。
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程序不嚴密，產生了過多的垃圾。
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程序體現
一般情況下，在程序上的體現為
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內存中加載的數據量過于龐大，如一次從數據庫取出過多數據。
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集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收。
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代碼中存在死循環或循環產生過多重復的對象實體。
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使用的第三方軟件中的BUG。
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啟動參數內存值設定的過小。
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錯誤提示
此錯誤常見的錯誤提示：
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解決方法
1）增加JVM的內存大小
對于tomcat容器，找到tomcat在電腦中的安裝目錄，進入這個目錄，然后進入bin目錄中，在window環境下找到bin目錄中的catalina.bat，在linux環境下找到catalina.sh。
編輯catalina.bat文件，找到JAVA_OPTS（具體來說是?set "JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% %LOGGING_MANAGER%"）這個選項的位置，這個參數是Java啟動的時候，需要的啟動參數。
也可以在操作系統的環境變量中對JAVA_OPTS進行設置，因為tomcat在啟動的時候，也會讀取操作系統中的環境變量的值，進行加載。
如果是修改了操作系統的環境變量，需要重啟機器，再重啟tomcat，如果修改的是tomcat配置文件，需要將配置文件保存，然后重啟tomcat，設置就能生效了。
2）優化程序，釋放垃圾
主要思路就是避免程序體現上出現的情況。避免死循環，防止一次載入太多的數據，提高程序健壯型及時釋放。因此，從根本上解決Java內存溢出的唯一方法就是修改程序，及時地釋放沒用的對象，釋放內存空間。
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1.2?內存泄露
Memory Leak，是指程序在申請內存后，無法釋放已申請的內存空間，一次內存泄露危害可以忽略，但內存泄露堆積后果很嚴重，無論多少內存，遲早會被占光。
在Java中，內存泄漏就是存在一些被分配的對象，這些對象有下面兩個特點。
1）首先，這些對象是可達的，即在有向圖中，存在通路可以與其相連；
2）其次，這些對象是無用的，即程序以后不會再使用這些對象。
如果對象滿足這兩個條件，這些對象就可以判定為Java中的內存泄漏，這些對象不會被GC所回收，然而它卻占用內存。
關于內存泄露的處理頁就是提高程序的健壯型，因為內存泄露是純代碼層面的問題。點擊此處查看內存泄漏更多說明。
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1.3 內存溢出和內存泄露的聯系
內存泄露會最終會導致內存溢出。
相同點：都會導致應用程序運行出現問題，性能下降或掛起。
不同點：1) 內存泄露是導致內存溢出的原因之一，內存泄露積累起來將導致內存溢出。2) 內存泄露可以通過完善代碼來避免，內存溢出可以通過調整配置來減少發生頻率，但無法徹底避免。
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二、一個Java內存泄漏的排查案例
某個業務系統在一段時間突然變慢，我們懷疑是因為出現內存泄露問題導致的，于是踏上排查之路。
2.1?確定頻繁Full GC現象
首先通過“虛擬機進程狀況工具：jps”找出正在運行的虛擬機進程，最主要是找出這個進程在本地虛擬機的唯一ID（LVMID，Local Virtual Machine Identifier），因為在后面的排查過程中都是需要這個LVMID來確定要監控的是哪一個虛擬機進程。
同時，對于本地虛擬機進程來說，LVMID與操作系統的進程ID（PID，Process Identifier）是一致的，使用Windows的任務管理器或Unix的ps命令也可以查詢到虛擬機進程的LVMID。
jps命令格式為：
jps [ options ] [ hostid ]
使用命令如下：
使用jps：jps -l
使用ps：ps aux | grep tomat?找到你需要監控的ID（假設為20954），再利用“虛擬機統計信息監視工具：jstat”監視虛擬機各種運行狀態信息。
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jstat命令格式為：
jstat [ option vmid [interval[s|ms] [count]] ]
使用命令如下：
jstat -gcutil 20954 1000
意思是每1000毫秒查詢一次，一直查。gcutil的意思是已使用空間站總空間的百分比。
結果如下圖：
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jstat執行結果
查詢結果表明：這臺服務器的新生代Eden區（E，表示Eden）使用了28.30%（最后）的空間，兩個Survivor區（S0、S1，表示Survivor0、Survivor1）分別是0和8.93%，老年代（O，表示Old）使用了87.33%。程序運行以來共發生Minor GC（YGC，表示Young GC）101次，總耗時1.961秒，發生Full GC（FGC，表示Full GC）7次，Full GC總耗時3.022秒，總的耗時（GCT，表示GC Time）為4.983秒。
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2.2?找出導致頻繁Full GC的原因
分析方法通常有兩種：
1）把堆dump下來再用MAT等工具進行分析，但dump堆要花較長的時間，并且文件巨大，再從服務器上拖回本地導入工具，這個過程有些折騰，不到萬不得已最好別這么干。
2）更輕量級的在線分析，使用“Java內存影像工具：jmap”生成堆轉儲快照（一般稱為headdump或dump文件）。
jmap命令格式：
jmap [ option ] vmid
使用命令如下：
jmap -histo:live 20954
查看存活的對象情況，如下圖所示：
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存活對象
按照一位IT友的說法，數據不正常，十有八九就是泄露的。在我這個圖上對象還是挺正常的。
我在網上找了一位博友的不正常數據，如下：
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可以看出HashTable中的元素有5000多萬，占用內存大約1.5G的樣子。這肯定不正常。
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2.3 定位到代碼
定位帶代碼，有很多種方法，比如前面提到的通過MAT查看Histogram即可找出是哪塊代碼?！乙郧笆鞘褂眠@個方法。也可以使用BTrace，我沒有使用過。
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以上是生活随笔為你收集整理的一次恐怖的 Java 内存泄漏排查实战的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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