生产环境 OOM 与 GC 问题的处理思路

有一定 Java 工作经验的朋友们，免不了要遇到过，或者处理过 OOM 和 GC 问题。OOM 和 GC 问题也是面试时，经常被面试官问题的问题。分享一下多年积累的一些小经验，共同进步。

0x01：未雨绸缪

部署到生产环境的应用，无论是 C/S 结构，还是 B/S 结构的应用服务。肯定有基于 Shell 脚本编写的启动脚本。C/S 结构的应用服务的 Shell 脚本一般是公司内部开发人员编写的；以下一个 C/S 结构应用服务的简单启动脚本。

java  -Xms1024m -Xmx1024m -XX:PermSize=256m                      \
-XX:MaxPermSize=512m -XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError             \
-XX:HeapDumpPath=./ -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./gc.log  -jar   \
plugins/org.eclipse.equinox.launcher_1.0.201.R35x_v20090715.jar -clean -refresh &

而 B/S 结构的一般是应用服务器的启动 Shell 脚本。例如，应用服务器 Apache Tomcat bin 目录下的 startup.sh。

而 Apache Tomcat 的启动 Shell 脚本并没有配置发生 OOM 时，打印 JVM 内存快照的JVM参数和打印 GC 日志的JVM参数。所以生成环境的 Tomcat 服务一般需要进行 JVM 参数优化。

怎么对线上的 OOM 和 GC 问题进行未雨绸缪呢？那就是认为自己部署的任何服务都是会发生 OOM 和 GC 问题的。在启动脚本里加上相应的参数，防止真的出现 OOM 和 GC 问题时，无证可查。

打印 OOM 快照配置：

• -XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError ：当堆内存空间溢出时输出堆的内存快照
• -XX:HeapDumpPath ：指定输入的目录

也就是说当发生 OutOfMemoryError 错误时，才能触发 -XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError 输出到 -XX:HeapDumpPath 指定的目录。

打印 GC 日志：

• -XX:+PrintGCDetails：打印 GC 日志详细信息
• -Xloggc：GC 日志输入的目录

0x02：线上分析

有时并不一定是要宕机了才去分析 OOM 和 GC 问题。目前大型的系统服务都是配备了监控系统，一旦发现服务处于不健康运行的状态，就会触发预警。给运维人员发送邮件、短信等，这时就可以对触发预警的服务进行问题分析了。这时对这些正在提供生成服务的应用服务进行分析就需要额外小心，稍不留神就造成更严重的生产事故，给公司带来严重的损失，同时也给自己的考核带来不利影响。

   对于向上分析一般使用 JDK 提供的各种运维工具，找到问题的所在。

• 监视工具：jps、jstat、jstatd、jmc
• 故障排除工具：jcmd、jinfo、jhat、jmap、jsadebugd、jstack

官网：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/

jps (JavaVirtual Machine Process Status Tool): 虚拟机进程状况工具

命令格式：jps [options] [hostid]

-q : 抑制类名的输出，JAR文件名和传递给main方法的参数，仅生成本地JVM标识符列表。

-m: 显示传递给该main方法的参数。输出可能是null嵌入式JVM。

-l : 显示应用程序main类的完整包名或应用程序的JAR文件的完整路径名。

-v : 显示传递给JVM的参数。

-V : 抑制类名的输出，JAR文件名和传递给main方法的参数，仅生成本地JVM标识符的列表。

-Joption : 传递option给JVM，其中的选项是optionsJava应用程序启动器的参考页面中描述的选项之一。

例如，-J-Xms48m将启动内存设置为48 MB。

• jstat (Java Virtual Machine (JVM) statistics)：监视Java虚拟机（JVM）统计信息

命令格式：jstat [ option vmid [interval[s|ms] [count] ]

Interval: 间隔时间 count:次数

class：显示类加载器行为的统计信息。

compiler：显示有关Java HotSpot VM即时编译器行为的统计信息。

gc：显示垃圾回收堆行为的统计信息。

gccapacity：显示有关世代及其对应空间容量的统计数据。

gccause：显示有关垃圾回收统计信息（相同-gcutil）的摘要，其中包含最后和当前（适用时）垃圾收集事件的原因。

gcnew：显示新一代行为的统计信息。

gcnewcapacity：显示有关新一代及其相应空间大小的统计信息。

gcold：显示旧版本和Metaspace统计信息的统计信息。

gcoldcapacity：显示有关旧一代大小的统计信息。

gcmetacapacity：显示有关元空间大小的统计信息。

gcutil：显示有关垃圾收集统计信息的摘要。

printcompilation：显示Java HotSpot VM编译方法统计信息。

• jinfo (Configuration Info for Java)：生成配置信息

命令格式：jinfo [ option ] pid

-flag 名称 : 打印指定命令行标志的名称和值。

-flag [+ | - ]名称 : 启用或禁用指定的布尔命令行标志。

-flag name = value : 将指定的命令行标志设置为指定的值。

-flags : 打印传递给JVM的命令行标志。

-sysprops : 将Java系统属性打印为名。

• jmap (Memory Map for Java)：内存映射工具 [ 生成堆转储快照 ]

命令格式：jinfo [ option ] vmid

-dump：[live，] format = b，file = filename ：以hprof二进制格式转储Java堆filename。live子选项说明是否之dump出存活的对象。

-finalizerinfo : 打印有关正在等待最终确定的对象的信息(linux)。

-heap ：显示java堆详细信息，如使用哪种回收器、参数配置、分代状况等(linux)。

-histo [：live] : 显示堆中对象统计信息，包括类、实例数量、合计容量。

-clstats : 打印Java堆的类加载器智能统计。对于每个类加载器，它的名称，它的活动程度，地址，父类加载器以及它加载的类的数量和大小。

-F : -dump或 -histo选项不响应时，该选项强制生成dump快照(不支持live)。

• jhat (JVM Heap Analysis Tool)：虚拟机堆转储快照分析工具

命令格式：jhat [ options ] 堆转储文件

• jstack (Stack Trace for Java)：Java堆栈跟踪工具

命令格式：jstack [ options ] pid

-F : jstack[ -l] pid不响应时强制堆栈转储。

-l : 打印有关锁的其他信息，例如，java.util.concurrent 所拥有的同步器列表。

-m : 打印混合模式堆栈跟踪，其中包含 Java 和本机 C/C ++ 框架。

这么多监视工具和故障排除工具中，常用的是 jps、jstat、jstack 和 jmap

0x03：线下分析

通过未雨绸缪和线上分析还没法肉眼看出一些问题的端倪来的话，为了不影响生产。就需要把这两步收集的 JVM 内存快照，拿到线下来分析。JDK 和一些第三方工具，提供了非常好用的可视化工具来分析JVM 内存快照。主要有 JDK 提供的 jconsole、VisualVM；第三方提供的有Eclipse Memory Analyzer（免费）、JProfiler（商业）。常用可以化工具可以参考该文章 [ Java进行内存泄露 GC 分析都有哪些常用好用的工具 ]