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阿里巴巴Java性能调优实战:内存持续上升,我该如何排查问题?

马小凡学java 948

前言:

此刻我们对“java堆内存分析工具”可能比较注重,各位老铁们都想要知道一些“java堆内存分析工具”的相关知识。那么小编同时在网摘上汇集了一些关于“java堆内存分析工具””的相关内容,希望我们能喜欢,看官们一起来了解一下吧!

内存持续上升,我该如何排查问题?

我想你肯定遇到过内存溢出,或是内存使用率过高的问题。

碰到内存持续上升的情况,其实 我们很难从业务日志中查看到具体的问题,那么面对多个进程以及大量业务线程,我们该如何精准地找到背后的原因呢?

常用的监控和诊断内存工具Linux 命令行工具之 top 命令Linux 命令行工具之 vmstat 命令

vmstat 是一款指定采样周期和次数的功能性监测工具,我们可以看到,它不仅可以统计内 存的使用情况,还可以观测到 CPU 的使用率、swap 的使用情况。但 vmstat 一般很少用 来查看内存的使用情况,而是经常被用来观察进程的上下文切换。

Linux 命令行工具之 pidstat 命令

我们可以通过相关命令(例如 ps 或 jps)查询到相关进程 ID,再运行以下命令来监测该进 程的内存使用情况:

如果我们需要继续查看该进程下的线程内存使用率,则在后面添加 -t 指令即可:

我们知道,Java 是基于 JVM 上运行的,大部分内存都是在 JVM 的用户内存中创建的,所 以除了通过以上 Linux 命令来监控整个服务器内存的使用情况之外,我们更需要知道 JVM 中的内存使用情况。JDK 中就自带了很多命令工具可以监测到 JVM 的内存分配以及使用情 况。

JDK 工具之 jstat 命令

jstat 可以监测 Java 应用程序的实时运行情况,包括堆内存信息以及垃圾回收信息。我们可 以运行 jstat -help 查看一些关键参数信息:

再通过 jstat -option 查看 jstat 有哪些操作:

它的功能比较多,在这里我例举一个常用功能,如何使用 jstat 查看堆内存的使用情况。我 们可以用 jstat -gc pid 查看:

JDK 工具之 jstack 命令

这个工具在模块三的答疑课堂中介绍过,它是一种线程堆栈分析工具,最常用的功能就是使 用 jstack pid 命令查看线程的堆栈信息,通常会结合 top -Hp pid 或 pidstat -p pid -t 一 起查看具体线程的状态,也经常用来排查一些死锁的异常。

每个线程堆栈的信息中,都可以查看到线程 ID、线程的状态(wait、sleep、running 等状 态)以及是否持有锁等。

JDK 工具之 jmap 命令

我们可以使用 jmap -histo[:live] pid 查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图,如果带 上 live 则只统计活对象:

我们可以通过 jmap 命令把堆内存的使用情况 dump 到文件中:

我们可以将文件下载下来,使用 MAT 工具打开文件进行分析:

下面我们用一个实战案例来综合使用下刚刚介绍的几种工具,具体操作一下如何分析一个内 存泄漏问题。

实战演练

下面我模拟了一个内存泄漏导致的内存溢出案例,我们来实践一下:

从 top 命令查看进程的内存使用情况,可以发现在机器只有 8G 内存且只分配了 4G 内存 给 Java 进程的情况下,Java 进程内存使用率已经达到了 55%,再通过 top -Hp pid 查看 具体线程占用系统资源情况。

再通过 jstack pid 查看具体线程的堆栈信息,可以发现该线程一直处于 TIMED_WAITING 状态,此时 CPU 使用率和负载并没有出现异常,我们可以排除死锁或 I/O 阻塞的异常问题 了。

我们再通过 jmap 查看堆内存的使用情况,可以发现,老年代的使用率几乎快占满了,而且 内存一直得不到释放:

通过以上堆内存的情况,我们基本可以判断系统发生了内存泄漏。下面我们就需要找到具体 是什么对象一直无法回收,什么原因导致了内存泄漏。

我们需要查看具体的堆内存对象,看看是哪个对象占用了堆内存,可以通过 jstat 查看存活 对象的数量。

Byte 对象占用内存明显异常,说明代码中 Byte 对象存在内存泄漏,我们在启动时,已经 设置了 dump 文件,通过 MAT 打开 dump 的内存日志文件,我们可以发现 MAT 已经提 示了 byte 内存异常。

再点击进入到 Histogram 页面,可以查看到对象数量排序,我们可以看到 Byte[] 数组排在 了第一位,选中对象后右击选择 with incomming reference 功能,可以查看到具体哪个 对象引用了这个对象。

在这里我们就可以很明显地查看到是 ThreadLocal 这块的代码出现了问题。

总结

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