前 言 🍉 作者简介:半旧518,长跑型选手,立志坚持写10年博客,专注于java后端 ☕专栏简介:实战案例驱动介绍JVM知识,教你用JVM排除故障、评估代码、优化性能 🌰 文章简介:介绍堆的相关概念、教你排查5个常见的JVM堆案例实战
使用new关键字创建的对象都会使用堆。
特点:
堆中具有垃圾回收机制,但是垃圾回收的前提是堆中的对象不再被引用(实际上,回收引用的算法是根可达算法,后面会讲述,这里的表述是不准确的),因此如果我们有过多无法被回收的对象,就可能导致内存溢出。
public class MemoryOverFlow {
public static void main(String[] args) {
int i = 0;
String a = "hello";
List list = new ArrayList(); // 直到catch代码块执行,一直被使用
try {
while (true) {
list.add(a);
a = a + a;
i++;
}
} catch (Throwable e) { //使用Throwable,如果使用Exception包不住Error,i无法被打印出来
e.printStackTrace();
System.out.println(i);
}
}
}
出现OutOfMemoryError
java.lang.OutOfMemoryError: Overflow: String length out of range
at java.base/java.lang.StringConcatHelper.checkOverflow(StringConcatHelper.java:57)
at java.base/java.lang.StringConcatHelper.mix(StringConcatHelper.java:138)
at java.base/java.lang.StringConcatHelper.simpleConcat(StringConcatHelper.java:420)
at MemoryOverFlow.main(MemoryOverFlow.java:12)
28
另:参数-Xmx
可以设置jvm内存空间大小,排查堆内存问题时可以将其设置得比较小(如8m),更容易暴露出内存溢出问题。设置方法:点击build and run同行的modify options->add vm options.
工作中编写了一段代码,如何去判断一段代码对于内存性能的影响呢?可以借助如下工具。
jps
查看系统有哪些java进程
jmap
查看某一时刻堆内存的占用情况
jconsole
多功能实时监测工具
通过下面的demo来演示。
public class jvmdemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("1....."); //输出提示,方便进行Heap Dump
Thread.sleep(60000); //给30s时间用于Heap Dump
byte [] arr = new byte[1024 * 1024 * 10];
System.out.println("2.......");
Thread.sleep(60000);
arr = null;
System.gc();
System.out.println("3......");
Thread.sleep(100000L);
}
}
当输出1…后,先执行jps
查看jvmdemo对应的pid
💡 tip:如果您是windows系统,jps无返回结果,可以参考博客 Windows中jps命令无法查看java进程问题_无数_mirage的博客-CSDN博客_windows 查看java进程
结果如下。
执行jmap -heap xxx(pid)
查看此时堆内存占用情况。
💡 tip: 如果执行jmap报错。 Error: -heap option used Cannot connect to core dump or remote debug server. Use jhsdb jmap instead 是因为jdk8之后的版本之前的
jmap -heap xxx(pid)
命令不可再使用。可以改用命令jhsdb jmap --heap --pid xxx
.
在提示信息输出1,2,3后分别进行三次操作得到的结果如下。
Heap Usage:
G1 Heap:
regions = 2034
capacity = 8531214336 (8136.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 8531214336 (8136.0MB)
0.0% used
G1 Young Generation:
Eden Space:
regions = 0
capacity = 29360128 (28.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 29360128 (28.0MB)
0.0% used
Survivor Space:
regions = 0
capacity = 0 (0.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 0 (0.0MB)
0.0% used
G1 Old Generation:
regions = 0
capacity = 507510784 (484.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 507510784 (484.0MB)
0.0% used
Heap Usage:
G1 Heap:
regions = 2034
capacity = 8531214336 (8136.0MB)
used = 12582912 (12.0MB)
free = 8518631424 (8124.0MB)
0.14749262536873156% used
G1 Young Generation:
Eden Space:
regions = 0
capacity = 29360128 (28.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 29360128 (28.0MB)
0.0% used
Survivor Space:
regions = 0
capacity = 0 (0.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 0 (0.0MB)
0.0% used
G1 Old Generation:
regions = 3
capacity = 507510784 (484.0MB)
used = 12582912 (12.0MB)
free = 494927872 (472.0MB)
2.479338842975207% used
Heap Usage:
G1 Heap:
regions = 2034
capacity = 8531214336 (8136.0MB)
used = 673872 (0.6426544189453125MB)
free = 8530540464 (8135.357345581055MB)
0.007898898954588403% used
G1 Young Generation:
Eden Space:
regions = 0
capacity = 8388608 (8.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 8388608 (8.0MB)
0.0% used
Survivor Space:
regions = 0
capacity = 0 (0.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 0 (0.0MB)
0.0% used
G1 Old Generation:
regions = 1
capacity = 8388608 (8.0MB)
used = 673872 (0.6426544189453125MB)
free = 7714736 (7.3573455810546875MB)
8.033180236816406% used
重点查看uesd这一项,可以看到代码中内存的变化过程,这里JVM version 是16.0.2+7-67,不同版本可能略有差异。
使用jconsole可以实时观测数据,而且不仅仅可以观测本地进程,还可以观测远程进程。
使用方法很简单。在命令终端输入jconsole就会自动弹出来。
上面代码的观测结果如下。
📕 总结: 上面在排查问题时,我们通过加log以及sleep的方式,帮助我们进行dump时间的把握,在实际生产中可以运用类似方式。
除了内存,jconsole还可以监测线程、cpu占用率以及类的数量变化等。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J3O31REj-1656678910765)(F:/%E5%8D%9A%E5%AE%A2%E5%9B%BE%E7%89%87/jvm/image-20220630214317498.png)]
还可以帮我们检测死锁。
jvisualvm也是一个可视化工具,比jconsole更好用。
使用方法很简单,使用命令which java
查找到java安装路径,并切换至该路径,然后在对应路径执行jvisualvm
即可。
在高版本JDK(大于1.8或后期更新的1.8版本)中已经不会再自动集成它了。参考博客可以下载独立版:JDK 高版本没有VisualVM_东理羁客的博客-CSDN博客。
下面使用它演示,多次垃圾回收内存占用仍很高问题的排查
/**
* 演示查看对象个数 堆转储 dump
*/
public class Demo1_13 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<Student> students = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 200; i++) {
students.add(new Student());
// Student student = new Student();
}
Thread.sleep(1000000000L);
}
}
class Student {
private byte[] big = new byte[1024*1024];
}
使用jvisualvm点击选择对应的进程,可以看到堆内存占用很高,执行垃圾回收。
内存并没有减少很多。
进行Heap Dump
,选择右侧菜单栏,按照占用内存大小对class进行排序
按照占用内存大小对class进行排序结果如下。
点击类即可看到对应类的所有实例,我们点击占用内存最高的ArrayList
查看实例,点击实例中的elementData
即可查看详情。
发现是可能是student的锅,可以看若干适量实例,确认结论。
再点student对象,定位到属性big。发现一个属性占用了大约1M的空间。这忍不了
然后定位到对应的源码。
/**
* 演示查看对象个数 堆转储 dump
*/
public class Demo1_13 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<Student> students = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 200; i++) {
students.add(new Student());
// Student student = new Student();
}
Thread.sleep(1000000000L);
}
}
class Student {
private byte[] big = new byte[1024*1024];
}
果然,我们有200个Student对象,持有了内存占用1M的big实例200个,并且一直处于生存中。