应用服务器发生内存溢出怎么办？两个工具帮你解决问题

2023-02-28

java 工具内存

问题描述对于B/S架构的J2EE应用系统，应用服务器发生内存溢出(OutOfMemoryError)错误是非常棘手的问题，解决问题的关键是要定位哪里出了问题。一般内存溢出的原因有以下几类:Jvm内存参数设置不合理如：-Xmx设置的比较小-Xms设置的过大sun的jvm没有设置-XX:MaxPermS

问题描述

对于B/S架构的J2EE应用系统，应用服务器发生内存溢出(OutOfMemoryError)错误是非常棘手的问题，解决问题的关键是要定位哪里出了问题。一般内存溢出的原因有以下几类:

Jvm内存参数设置不合理

如：

-Xmx设置的比较小
-Xms设置的过大
sun的jvm没有设置
-XX:MaxPermSize大小等等

由于参数设置问题导致的内存溢出往往容易发现，调整一下参数，问题基本就可以解决。

应用服务器缺少必要的补丁

例如Websphere的某些版本存在很多性能缺陷，某些情况下也会导致内存溢出，打上补丁后，问题基本可以得到解决。

应用程序代码存在缺陷

此类问题是内存溢出最常见的原因，解决起来也最麻烦，本文主要描述这类内存溢出问题如何进行分析和定位。

解决方案

工欲善其事，必先利其器，有了好的工具，解决问题往往能起到事半功倍的作用，很多时候没有工具支持，问题很难解决。

本文主要涉及到2个工具的运用：

分析JavaCore的工具：IBM Thread and Monitor Dump Analyzer for Java。
分析Heapdump的工具：Eclipse Memory Analyzer。

通过这2个工具，一般的内存溢出问题基本可以定位。

在介绍这2个工具之前，先对一些相关概念做下解释说明：

Heapdump

某一时刻Java进程内存的快照，记录当时内存中各对象的存储和引用关系等。Heapdump中不包含对象的调用信息，即无法从Heapdump中看出某个对象是哪段程序代码生成出来的。

JavaCore

某一时刻Java进程中线程的快照，记录当时所有线程的执行堆栈信息等。JavaCore中可以看到各线程都在处理哪些程序代码，可以看到当前Java都在“做什么事”，在线程的执行堆栈中，有代码的调用信息，也有对象生成的相关信息等。

两种内存溢出

内存溢出一般分两种，内存使用过度和内存泄露。

使用过度指在短时间内急剧耗尽大量内存导致内存溢出。
内存泄露指长时间内，内存逐渐耗尽导致内存溢出，时间可能是几个小时或几天(通过开启详细垃圾回收可以清晰地观察到内存的分配情况)。

Java系统的内存溢出大部分都是由于内存使用过度导致，内存泄露比较少见。本文后面介绍的也都是关于内存使用过度导致内存溢出的分析方法。

对于内存使用过度导致的内存溢出，可以通过Heapdump和JavaCore结合分析定位问题，对于内存泄露，主要还是分析Heapdump。

当Java进程出现内存溢出错误时，通常会生成Heapdump文件和JavaCore文件，例如Websphere部署的web应用，当出现内存溢出时，会在如下目录

/opt/IBM/WebSphere/AppServer/profiles/server1看到出现类似这样的文件：

Heapdump.*.phd文件记录Heapdump信息，javacore.*.txt记录JavaCore信息，一般内存溢出时会出现多个phd文件和JavaCore文件，分析时用其中一个即可。

下面就介绍如何通过工具分析这2个文件，如何通过对这2个文件的分析定位出内存溢出(内存使用过度导致)的原

1. 分析 javacore

Javacore 的分析工具 IBM Thread and Monitor Dump Analyzer for Java(简称 JCA)，以图形化的方式展现 java 线程的堆栈信息及相互关系等。下面是工具使用的截图：

对于 Websphere，主要关注 WebContainer 线程的执行堆栈情况，上图显示WebContainer:57 号线程的执行堆栈。Javacore 文件本身就是个文本文件，直接通过文本编辑器如 editplus 也可以打开，下面是用文本编辑器打开 javacore 文件后看到的WebContainer:57 号线程的执行堆栈：

可以看到，通过 JCA 打开 javacore 和通过 editplus 打开 javacore，没有本质的区别，只是展现形式有所区别而已，有关 JCA 工具的具体使用这里不作详细介绍。分析 javacore的重点是根据每个线程的堆栈信息找出哪个或哪几个线程导致 java 进程的内存溢出，对应线程堆栈中的代码段就是罪魁祸首。例如，如果通过分析得到 WebContainer:57 号线程可能导致内存溢出，那么 57 号线程中的这段代码就是问题所在。

为什么是 WebContainer:57 号线程有问题，而不是其它线程呢？这就需要结合heapdump 进行综合分析，下面会有详细介绍。

2. 分析 Heapdump

Heapdump 的分析工具推荐 Eclipse Memory Analyzer(简称 MAT)，该工具比 IBM 的HA(Heap Analyzer)工具更强大，更易使用。下面是工具的使用截图：

该工具可以看到对象占用内存的大小、对象的个数等信息，通过分析占用内存比例最大的对象，可以初步判断是哪个对象导致的内存溢出，有关 MAT 工具的具体使用这里不作详细介绍。heapdump 分析的重点是找到占用内存最大的“业务对象”，所谓业务对象，就是和应用业务相关的对象，需要能靠到应用程序上。例如上图所示，虽然java.lang.String 比 DicRestrict 对象占用的内存要多，但是我们做分析时应该重点关注DicRestrict 对象，因为 String 对象是通用的业务无关对象，可能很多业务对象都会引用它。Heapdump 分析需要结合业务知识，需要相当的开发和业务经验。