jvisualvm分析内存溢出问题

一、创建springBoot项目

新建的项目需引入web依赖支持，方便我们通过http调用
pom.xml文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.5.2</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.javapc</groupId>
    <artifactId>demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>javapc</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!-- 引入web依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <!-- springboot打包插件 -->
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <mainClass>com.javapc.demo.JavapcApplication</mainClass>
                    <!-- <skip>true</skip> -->
                </configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>repackage</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

application.yml文件如下：

server:
  port: 8080
  servlet:
    context-path: /

新建一个方法：

package com.javapc.demo.test;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@RestController
public class TestController {

	List<Student> list = new ArrayList<>();

	@GetMapping("/normal")
	public String normal(){
		System.out.println("张三是个法外狂徒！！！");

		return "访问成功，并返回：张三是个法外狂徒！！！";
	}

	@GetMapping("/except")
	public String exception(){
		for(int i = 1;;i ++){
			Student student = new Student();
			student.setName("同一个人");
			student.setGender("不分男女");
			System.out.println("当前循环次数：" + i);
			list.add(student);
		}
	}
}

二、使用jvisualvm监控

1. 配置springboot项目，修改jvm参数，使其发生内存溢出错误（java.lang.OutOfMemoryError）

内存溢出在开发中和线上环境发生的概率很高，会造成系统运行缓慢，或者直接宕机的严重后果。
为方便测试，模拟一下内存溢出的情况，对问题进行排查，线上出问题需要生成一个快照（hprof文件），通过jvisualvm进行heapdump分析。

-Xms100m -Xmx200m -Xmn100m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/Users/zhishengjie/workspace/learning/vm/jvmtest.hprof

在这里插入图片描述
参数说明：
-Xms为jvm启动时分配的内存，比如-Xms200m，表示分配200M。
-Xmx 为jvm运行过程中分配的最大内存，比如-Xmx100m，表示jvm进程最多只能够占用100M内存。
-Xmn设置年轻代大小为100m。整个JVM内存大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 设置当首次遭遇内存溢出时导出此时堆中相关信息。
-XX:HeapDumpPath 定导出堆信息时的路径或文件名（这里可以设置文件名字，也可以不设置），不设置名字它会自己生成的。
-Xss设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。
-XX:MaxPermSize=128m 设置永久代的大小，此属性在jdk8之后不再提供。
注：如果1.7之前为-XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=128m ，1.8需要变成
-XX:MetaspaceSize=64m -XX:MaxMetaspaceSize=128m 否则起不来。
-XX:+UseConcMarkSweepGC 设置年老代为并发收集。测试配置这个参数以后，参数-XX:NewRatio=4就失效了，所以，此时年轻代大小最好用-Xmn设置，因此这个参数不建议使用。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此参数设置运行次FullGC以后对内存空间进行压缩、整理。
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除内存碎片。
-XX:+PrintGC 每次GC时打印相关信息。
-XX:+PrintGCDetails 每次GC时打印详细信息。
-XX:+PrintGCTimeStamps 打印每次GC的时间戳。
-Xloggc:/tmp/jvm.log 设置垃圾回收日志打印的文件，文件名称可以自定义。

2. 打开jvisualvm

环境mac

终端输入

/usr/libexec/java_home -V

在这里插入图片描述
Java安装路径就是/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_261.jdk/Contents/Home

进入bin目录，启动jvisualvm

zhishengjie@zhishengjiedeMacBook-Pro bin % /usr/libexec/java_home -V
Matching Java Virtual Machines (2):
    1.8.261.12 (x86_64) "Oracle Corporation" - "Java" /Library/Internet Plug-Ins/JavaAppletPlugin.plugin/Contents/Home
    1.8.0_261 (x86_64) "Oracle Corporation" - "Java SE 8" /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_261.jdk/Contents/Home
/Library/Internet Plug-Ins/JavaAppletPlugin.plugin/Contents/Home
zhishengjie@zhishengjiedeMacBook-Pro bin % ./jvisualvm 
2021-07-20 17:01:56.233 java[10345:473811] TSM AdjustCapsLockLEDForKeyTransitionHandling - _ISSetPhysicalKeyboardCapsLockLED Inhibit

在这里插入图片描述

3. jvisualvm安装visual GC

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
安装之后会显示visual Gc导航栏如下图：
在这里插入图片描述

3. 使用visual GC查看堆栈情况

启动springboot项目，使用浏览器访问http://localhost:8080/except
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
我们可以通过visual GC观察堆内存情况。
通过代码我们可知，由于新建的student对象都被list对象强引用，使得gc也无法将其收集，所以当老年代被装满时就是发生java.lang.OutOfMemoryError。

扩展：visual GC说明 compile time JIT编译时间 图上标题明说： 3035 次编译，使用840.942秒 class
Loader Time 类加载时间 图上标题明说：6211 个已经加载 82 未加载 ,使用 1.641秒 GC Time gc 时间
，图上标题说明：43 次执行gc ，共使用了 13.781秒 。最近一次gc的原因 Eden Space 年青代内存说明 最大 99 M
，实际分配内存：34M ，当前使用了 26.345 M , 20 次 的GC 共使用了 559.951s 秒 Surivor
存活区内存说明 最大内存 33M 实际分配 33M 当前使用了 0M old gen 老年代说明 最大内存100 实际分配了 100M
，当前使用 99.876M ， 23 次的GC ，共使用了13.221 秒 metaspace 元空间 最大内存 1.027G 实际分配了
31.625M ，当前使用了29.038M

三、使用jvisualvm对堆栈快照进行分析

1. 导入.hprof文件

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2. 分析

  1. 点击错误线程
    在这里插入图片描述

  2. 找到我们创建的类。
    在这里插入图片描述
    根据异常信息提示，显示是TestController.java:28代码出现的问题。
    在这里插入图片描述
    根据代码可知也许是程序一直往list中添加对象导致的错误。我们可以看一下list的数量，和list中具体的内容。鼠标左键双击elementData

  3. 查看elementData，鼠标左键双击elementData。
    在这里插入图片描述

  4. 可以看到student对象创建了4,102,266个，
    在这里插入图片描述

  5. 也可以点击类查看。
    在这里插入图片描述到此可以断定是因为list持有的对象太多导致堆区内存被占满，导致的内存溢出的错误。

扩展： VisualVM提供了一下可视化视图来浏览heap dumps： Summary View（概述） 打开一个heap
dump时，VisualVM默认显示“概述”标签页。概述视图显示了该heap dump的捕获环境和其他系统属性。 概述实体 Classes
View（类） 类视图显示了类列表和其对应的实例数量、所占比例。右击类名选择“Show in Instances
View（在实例视图中显示）”即可查看指定类的实例列表。 点击列头可按指定列排序。可以使用类列表下方的“类名过滤器（Class Name
Filter）”来过滤类，也可以通过右击一个类名选择“Show Only
Subclasses（只显示子类）”来将显示结果限制为指定类的子类。 类视图 Instances View（实例数）
实例数视图显示了选中类的对象实例。在“实例（Instance）”栏中选中一个实例，右侧的“字段（Fields）”和“引用（References）”栏将显示该实例对应的字段和对它的引用。在引用栏中，右击一条并选择“显示最近的垃圾回收根节点（Show
Nearest GC Root）”就会显示最近的垃圾回收根节点。

四、当某个线程发生内存溢出时，其他线程是否能正常执行。

答：可以，当发生内存溢出后我们可以访问http://localhost:8080/normal，是可以正常返回结果的。

五、附件📎

https://download.csdn.net/download/qq_39774931/20387727

# java
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