如何排查JVM内存过高的问题

这篇文章主要讲解了“如何排查JVM内存过高的问题”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“如何排查JVM内存过高的问题”吧！

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内存过高一般有两种情况：内存溢出和内存泄露

内存溢出：程序分配的内存超过物理机的内存大小，导致无法继续分配内存，出现OOM报错
内存泄露：不再使用的对象一直占据着内存不释放，导致这块内存浪费掉，久而久之，内存泄露的对象堆积起来，也会导致物理机的内存被耗尽，出现OOM报错

具体操作

如何监控JVM，我们可以通过一个案例在了解一些实际当中的操作，大家可以看到下面的代码，下面的代码只是模拟了当中的一个场景，一个风险控制的场景，一般银行或者第三方公司在向一个人发放贷款的时候，会调用这个人的征信已经还款能力，给出响应的评级。

import java.math.BigDecimal;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class FullGCTest {


    //模拟银行卡的类
    private static class CardInfo {
        //小农的银行卡信息记录
        BigDecimal price = new BigDecimal(10000000.0);
        String name = "牧小农";
        int age = 18;
        Date birthdate = new Date();

        public void m() {}
    }

    //线程池 定时线程池
    //50个，然后设置 拒绝策略
    private static ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(50,
            new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        executor.setMaximumPoolSize(50);

        for (;;){
            modelFit();
            Thread.sleep(100);
        }
    }

    /**
     * 对银行卡进行风险评估
     */
    private static void modelFit(){
        List taskList = getAllCardInfo();
        //拿出每一个信息出来
        taskList.forEach(info -> {
            // do something
            executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
                //调用M方法
                info.m();

            }, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);
        });
    }

    private static List getAllCardInfo(){
        List taskList = new ArrayList<>();
        //每次查询100张卡出来
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            CardInfo ci = new CardInfo();
            taskList.add(ci);
        }

        return taskList;
    }
}

程序的设计其实比较简单，就是我们用信用卡的案例来进行说明，比如CardInfo就是信用卡类，我们把这个人对应的信用卡的记录都调用出来，之后做一些自己响应的业务处理方法来对它进行处理和计算，来看看我们这个模型是否符合modelFit，具体怎么做呢，在应用程序中有一个类是CardInfo，有一个方法叫做getAllCardInfo，每次都是拿100个出来，拿100个之后用线程池做计算，线程池用的是ScheduledThreadPoolExecutor (定时任务)，new出来线程池之后，50个线程池，然后做对应的业务逻辑处理，会调用 modelFit()，使用100毫秒模拟业务的停顿。

首先我们需要使用javac 命令将Java文件进行编译 javac FullGCTest.java进行编译，然后打印GC日志，进行风险监控

打印GC日志：java -Xms200M -Xmx200M -XX:+PrintGC FullGCTest

如何排查JVM内存过高的问题

怎么知道JVM内存过高？

在公司里面，如果遇到了JVM内存过高的情况，那么一般是运维团队首先受到报警信息，然后通知对应的开发人员去查看，那么开发人员应该如何查看，或者怎么样去排查呢？

1、top 查看进程

受到报警信息后，拿top命令去查询

[root@root ~]# top 如何排查JVM内存过高的问题

查看内存不断增长，CPU占用率居高不下的。top后你会看到它的PID（31061）。它占比比较高。

2、top -Hp 查看线程

找到CPU占用比较高的进程PID，这里我们以 java 的进程为例使用命令 top -Hp 31061，这个时候它会把这个进程里面所有的线程全部线程都罗列出来吗，这些都是Java这个进程里面内部的一些线程，如下图所示：

如何排查JVM内存过高的问题

我们会看到每个线程的占比都差不多，偶尔会有某一个线程比较高，在某些线程占得比较高的时候，这个小例子最终会是垃圾回收的线程占得比较高，因为垃圾回收不过来了，所以需要不停的来回回收，每次都回收一点点，实际这种例子里面非常有可能是你业务逻辑线程，那一块的业务逻辑线程占比非常高，这是时候就需要用到另外的命令——jstack

3、jstack

当我们使用 top -Hp 知道了是哪个线程后，我们下一步就可以使用 jstack 命令，比如我们要查看31083这个线程号，31061是我们的进程PID，我们要定位某一个线程cpu的占比会比其他cpu高很多，那么我们就要定位这个线程里面到底是什么样的问题的时候，就需要把这个线程号（31083）记下来。

因为 jstack用到的线程号是16进制的，所以我们需要把31083的10进制转换成16进制才可以

特点：

每个线程有自己的线程号码，里面有线程的状态，可以观察线程是否阻塞，如果长时间的wait和block说明这个线程是有问题的

4、转换16进制

因为Java线程文件中的线程ID是16进制，所以需要将线程ID从十进制转换成十六进制命令：echo "obase=16;31083" | bc 如何排查JVM内存过高的问题

5、jstack用法解析

[root@root ~]# jstack
Usage:
    jstack [-l] 
        (to connect to running process)
    jstack -F [-m] [-l] 
        (to connect to a hung process)
    jstack [-m] [-l]  
        (to connect to a core file)
    jstack [-m] [-l] [server_id@]
        (to connect to a remote debug server)

Options:
    -F  to force a thread dump. Use when jstack  does not respond (process is hung)
    -m  to print both java and native frames (mixed mode)
    -l  long listing. Prints additional information about locks
    -h or -help to print this help message

6、jstack查看输出

我们也可以用 jps或者java ps -ef| java来查看Java进程，这里我们用jps来查看

[root@root ~]# jps

如何排查JVM内存过高的问题 [root@root ~]# jstack 31061

"pool-1-thread-3" #10 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f3568105800 nid=0x7961 waiting on condition [0x00007f35455cf000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        - parking to wait for  <0x00000000f8a81148> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
        at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1088)
        at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:809)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"pool-1-thread-2" #9 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f3568103800 nid=0x7960 waiting on condition [0x00007f35456d0000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        - parking to wait for  <0x00000000f8a81148> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
        at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1088)
        at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:809)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"pool-1-thread-1" #8 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f3568102000 nid=0x795f waiting on condition [0x00007f35457d1000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        - parking to wait for  <0x00000000f8a81148> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
        at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:1088)
        at java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor$DelayedWorkQueue.take(ScheduledThreadPoolExecutor.java:809)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

"Service Thread" #7 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f35680b4000 nid=0x795d runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C1 CompilerThread1" #6 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f35680b1000 nid=0x795c waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread0" #5 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f35680af000 nid=0x795b waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f35680ad800 nid=0x795a runnable [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=0 tid=0x00007f356807c800 nid=0x7959 in Object.wait() [0x00007f3558301000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000f8a86b38> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
        at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:144)
        - locked <0x00000000f8a86b38> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
        at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:165)
        at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:216)

"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=0 tid=0x00007f3568077800 nid=0x7958 in Object.wait() [0x00007f3558402000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
        at java.lang.Object.wait(Native Method)
        - waiting on <0x00000000f8a86cf0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
        at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
        at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
        - locked <0x00000000f8a86cf0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
        at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f3568009800 nid=0x7956 waiting on condition [0x00007f356ed59000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
        at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
        at FullGCTest.main(FullGCTest.java:35)

"VM Thread" os_prio=0 tid=0x00007f356806e000 nid=0x7957 runnable 

"VM Periodic Task Thread" os_prio=0 tid=0x00007f35680b7000 nid=0x795e waiting on condition 

JNI global references: 205

如何排查JVM内存过高的问题 通过thread dump分析线程状态

大多数情况下会基于thead dump 分析当前各个线程的运行情况，如是否存在死锁，是否存在一个线程长时间持有锁不释放等等

在dump中，线程一般存在如下几种状态： 1、RUNNABLE，线程处于执行中 2、BLOCKED，线程被阻塞 3、WAITING，线程正在等待

locked <0x000000076bf62208>说明线程对地址为0x000000076bf62208对象进行了加锁； waiting to lock <0x000000076bf62208> 说明线程在等待地址为0x000000076bf62208对象上的锁； waiting for monitor entry [0x000000001e21f000]说明线程是通过synchronized关键字进入了监视器的临界区，并处于"Entry Set"队列，等待monitor； waiting on <0x0000000088ca3310> (a java.lang.Object)等待锁的释放

假如有一个进程中有100个线程，很多线程都在waiting on 某一把锁，然后线程不该阻塞的被阻塞了，该结束的没结束掉，一定要找到哪个线程持有这把锁，我们可以搜索 jstack dump 的信息，找到<0X...>的信息，看哪个线程只有了这把锁，一般这个线程状态是RUNNABLE，表示这个线程正在运行但是一直持有这把锁不释放，那么就会导致整个线程的死锁

7、jstack分析死锁

public class TestDeadLock {

    private static Object obj1 = new Object();
    private static Object obj2 = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Thread1()).start();
        new Thread(new Thread2()).start();
    }

    private static class Thread1 implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj1) {
                System.out.println("Thread1 拿到了 obj1 的锁！");
                try {// 停顿2秒的意义在于，让Thread2线程拿到obj2的锁
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (obj2) {
                    System.out.println("Thread1 拿到了 obj2 的锁！");
                }
            }
        }
    }


    private static class Thread2 implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj2) {
                System.out.println("Thread2 拿到了 obj2 的锁！");
                try {
                    // 停顿2秒的意义在于，让Thread1线程拿到obj1的锁
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (obj1) {
                    System.out.println("Thread2 拿到了obj1的锁！");
                }
            }
        }
    }

}

如何排查JVM内存过高的问题通过命令查看分析日志

[root@root fuccGC]# jps
485 Bootstrap
9877 Jps
10629 QuorumPeerMain
9846 TestDeadLock
[root@root fuccGC]# jstack 9846

如何排查JVM内存过高的问题

内存监控工具的使用

我们可以使用jvm自带的命令去进行监控GC的信息： jinfo pid：这个命令就是把这个进程的一些详细信息列出来 [root@root ~]# jinfo 9846 这个只是有帮助，但是帮助不是特别大，大家只要记住有这个命令就行，不做深入了解如何排查JVM内存过高的问题 jstat -gc pid 1000：这个就是每一秒钟将GC的日志打印出来，动态观察GC情况/阅读GC日志发现频繁GC等等，但是这个信息看起来不是很直观，能够分析出来的东西也不多，所以一般使用的也不是很多

我们用的最多的还是通过工具去查看，比如 jconsole/jvisualvm

1、 jconsole

这两个是JDK自带的一个工具，也是一个图形界面的工具，只要你装了JDK就有这两个工具，可以从本机去跟踪远程服务器上的一个进程，作为Linux服务器，很少有人会装图形界面，如下图所示：如何排查JVM内存过高的问题

在我们程序启动的时候要加入参数：

  java -Djava.rmi.server.hostname=101.XX.XXX.XX -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8080 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=8080 FullGCTest

如何排查JVM内存过高的问题