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某团面试:如果线上遇到了OOM,你该如何排查?如何解决?哪些方案?

OOM 意味着程序存在着漏洞,可能是代码或者 JVM 参数配置引起的。这篇文章和读者聊聊,Java 进程触发了 OOM 后如何排查。 常说对生产环境保持敬畏之心,快速解决问题也是一种敬畏的表现 为什么会 OOM OOM 全称 “Out Of Memory”,表示内存耗尽。当 JVM 因为没有足够的内存来为对象分配空间,并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时,就会抛出这个错误 为什么会出现 OOM,一般由这些问题引起 分配过少:JVM 初始化内存小,业务使用了大量内存;或者不同 JVM 区域分配内存不合理 代码漏洞:某一个对象被频繁申请,不用了之后却没有被释放,导致内存耗尽 内存泄漏 :申请使用完的内存没有释放,导致虚拟机不能再次使用该内存,此时这段内存就泄露了。因为申请者不用了,而又不能被虚拟机分配给别人用 内存溢出 :申请的内存超出了 JVM 能提供的内存大小,此时称之为溢出 内存泄漏持续存在,最后一定会溢出,两者是因果关系 常见的 OOM 比较常见的 OOM 类型有以下几种 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space Java7 永久代(方法区)溢出,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。每当一个类初次加载的时候,元数据都会存放到永久代 一般出现于大量 Class 对象或者 JSP 页面,或者采用 CgLib 动态代理技术导致 我们可以通过
-XX:PermSize
和
-XX:MaxPermSize
修改方法区大小 Java8 将永久代变更为元空间,报错:java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space,元空间内存不足默认进行动态扩展 java.lang.StackOverflowError 虚拟机栈溢出 ,一般是由于程序中存在 死循环或者深度递归调用 造成的。如果栈大小设置过小也会出现溢出,可以通过
-Xss
设置栈的大小 虚拟机抛出栈溢出错误,可以在日志中定位到错误的类、方法 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space Java 堆内存溢出 ,溢出的原因一般由于 JVM 堆内存设置不合理或者内存泄漏导致 如果是内存泄漏,可以通过工具查看泄漏对象到 GC Roots 的引用链。掌握了泄漏对象的类型信息以及 GC Roots 引用链信息,就可以精准地定位出泄漏代码的位置 如果不存在内存泄漏,就是内存中的对象确实都还必须存活着,那就应该检查虚拟机的堆参数(-Xmx 与 -Xms),查看是否可以将虚拟机的内存调大些 小结:方法区和虚拟机栈的溢出场景不在本篇过多讨论,下面主要讲解常见的 Java 堆空间的 OOM 排查思路 查看 JVM 内存分布 假设我们 Java 应用 PID 为 15162,输入命令查看 JVM 内存分布
jmap -heap 15162
[xxx@xxx ~]# jmap -heap 15162 Attaching to process ID 15162, please wait... Debugger attached successfully. Server compiler detected. JVM version is 25.161-b12 using thread-local object allocation. Mark Sweep Compact GC Heap Configuration: MinHeapFreeRatio = 40 # 最小堆使用比例 MaxHeapFreeRatio = 70 # 最大堆可用比例 MaxHeapSize = 482344960 (460.0MB) # 最大堆空间大小 NewSize = 10485760 (10.0MB) # 新生代分配大小 MaxNewSize = 160759808 (153.3125MB) # 最大新生代可分配大小 OldSize = 20971520 (20.0MB) # 老年代大小 NewRatio = 2 # 新生代比例 SurvivorRatio = 8 # 新生代与 Survivor 比例 MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB) # 元空间大小 CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) # Compressed Class Space 空间大小限制 MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB # 最大元空间大小 G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB) # G1 单个 Region 大小 Heap Usage: # 堆使用情况 New Generation (Eden + 1 Survivor Space): # 新生代 capacity = 9502720 (9.0625MB) # 新生代总容量 used = 4995320 (4.763908386230469MB) # 新生代已使用 free = 4507400 (4.298591613769531MB) # 新生代剩余容量 52.56726495150862% used # 新生代使用占比 Eden Space: capacity = 8454144 (8.0625MB) # Eden 区总容量 used = 4029752 (3.8430709838867188MB) # Eden 区已使用 free = 4424392 (4.219429016113281MB) # Eden 区剩余容量 47.665996699370154% used # Eden 区使用占比 From Space: # 其中一个 Survivor 区的内存分布 capacity = 1048576 (1.0MB) used = 965568 (0.92083740234375MB) free = 83008 (0.07916259765625MB) 92.083740234375% used To Space: # 另一个 Survivor 区的内存分布 capacity = 1048576 (1.0MB) used = 0 (0.0MB) free = 1048576 (1.0MB) 0.0% used tenured generation: # 老年代 capacity = 20971520 (20.0MB) used = 10611384 (10.119804382324219MB) free = 10360136 (9.880195617675781MB) 50.599021911621094% used 10730 interned Strings occupying 906232 bytes.
通过查看 JVM 内存分配以及运行时使用情况,可以判断内存分配是否合理 另外,可以在 JVM 运行时查看最耗费资源的对象,
jmap -histo:live 15162 | more
JVM 内存对象列表按照对象所占内存大小排序 instances:实例数 bytes:单位 byte class name:类名 明显看到
CustomObjTest
对象实例以及占用内存过多 可惜的是,方案存在局限性,因为它只能排查对象占用内存过高问题 其中 "[" 代表数组,例如 "[C" 代表 Char 数组,"[B" 代表 Byte 数组。如果数组内存占用过多,我们不知道哪些对象持有它,所以就需要 Dump 内存进行离线分析
jmap -histo:live
执行此命令,JVM 会先触发 GC,再统计信息 Dump 文件分析 Dump 文件是 Java 进程的内存镜像,其中主要包括 系统信息 、 虚拟机属性 、 完整的线程 Dump 、 所有类和对象的状态 等信息 当程序发生内存溢出或 GC 异常情况时,怀疑 JVM 发生了 内存泄漏 ,这时我们就可以导出 Dump 文件分析 JVM 启动参数配置添加以下参数 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./(参数为 Dump 文件生成路径) 当 JVM 发生 OOM 异常自动导出 Dump 文件,文件名称默认格式:
java_pid{pid}.hprof
上面配置是在应用抛出 OOM 后自动导出 Dump,或者可以在 JVM 运行时导出 Dump 文件
jmap -dump:file=[文件路径] [pid] # 示例 jmap -dump:file=./jvmdump.hprof 15162
在本地写一个测试代码,验证下 OOM 以及分析 Dump 文件
设置 VM 参数:-Xms3m -Xmx3m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./ public static void main(String[] args) { List oomList = Lists.newArrayList(); // 无限循环创建对象 while (true) { oomList.add(new Object()); } } 通过报错信息得知,
java heap space
表示 OOM 发生在堆区,并生成了 hprof 二进制文件在当前文件夹下 JvisualVM 分析 Dump 分析工具有很多,相对而言 JvisualVM 、 JProfiler 、 Eclipse Mat ,使用人群更多一些。下面以 JvisualVM 举例分析 Dump 文件 列举两个常用的功能,第一个是能看到触发 OOM 的线程堆栈,清晰得知程序溢出的原因 第二个就是可以查看 JVM 内存里保留大小最大的对象,可以自由选择排查个数 点击对象还可以跳转具体的对象引用详情页面 文中 Dump 文件较为简单,而正式环境出错的原因五花八门,所以不对该 Dump 文件做深度解析 注意 :JvisualVM 如果分析大 Dump 文件,可能会因为内存不足打不开,需要调整默认的内存 总结回顾 线上如遇到 JVM 内存溢出,可以分以下几步排查
jmap -heap
查看是否内存分配过小
jmap -histo
查看是否有明显的对象分配过多且没有释放情况
jmap -dump
导出 JVM 当前内存快照,使用 JDK 自带或 MAT 等工具分析快照 如果上面还不能定位问题,那么需要排查应用是否在不断创建资源,比如网络连接或者线程,都可能会导致系统资源耗尽。

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