【JVM】JVM堆占用情况分析(频繁创建的对象、内存泄露等问题)、jmap+jhat、jvisualvm工具使用

本文讲解如何生成堆存储文件，并分析堆文件中异常的大对象，及其相关调用链等，可以定位出内存泄露、内存溢出等问题。

本文关键词：

分析工具：jmap+jhat、jmap+jvisualvm、jmap+MAT
分析关键词：大对象（内存占用整体进程高）、对象数量高

一. 相关命令

1. 查看进程堆内存整体使用情况：OOM的可能

jmap -heap 8179Attaching to process ID 8179, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.92-b14using thread-local object allocation.
Garbage-First (G1) GC with 18 thread(s)Heap Configuration: #堆内存初始化配置MinHeapFreeRatio         = 40MaxHeapFreeRatio         = 70MaxHeapSize              = 536870912 (512.0MB)NewSize                  = 1363144 (1.2999954223632812MB)MaxNewSize               = 321912832 (307.0MB)OldSize                  = 5452592 (5.1999969482421875MB)NewRatio                 = 2 #-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率SurvivorRatio            = 8 #-XX:SurvivorRatio=设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MBG1HeapRegionSize         = 1048576 (1.0MB)Heap Usage:
G1 Heap:regions  = 512capacity = 536870912 (512.0MB)used     = 347981816 (331.86132049560547MB)free     = 188889096 (180.13867950439453MB)64.81666415929794% used
G1 Young Generation:
Eden Space:regions  = 265capacity = 304087040 (290.0MB)used     = 277872640 (265.0MB)free     = 26214400 (25.0MB)91.37931034482759% used
Survivor Space:regions  = 33capacity = 34603008 (33.0MB)used     = 34603008 (33.0MB)free     = 0 (0.0MB)100.0% used G1 Old Generation:regions  = 35capacity = 198180864 (189.0MB)used     = 35506168 (33.86132049560547MB)free     = 162674696 (155.13867950439453MB)17.916042590267445% used30742 interned Strings occupying 3947896 bytes.

这里看到Survivor Space（幸存者空间）已经被100.0%使用

这可能意味着您的应用程序正在生成大量临时对象，并且这些对象在经过年轻代垃圾回收后仍然存活。这种情况可能导致频繁的垃圾回收和性能问题。如下建议：

1. 减少临时对象创建：尽量减少创建临时对象的次数，避免不必要的对象分配。
2. 检查对象存活时间：确保对象不会在幸存者空间中存活时间过长，及时释放不再需要的对象。
3. 调整JVM参数：如增加幸存者空间的大小（通过调整-XX:SurvivorRatio参数），以容纳更多的存活对象。

 

2. 统计类的对象数量以及内存占用：定位内存泄漏

## 查看活着的对象
jmap -histo:live 8179 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------1:         92285       14964792  [C2:         90345        2168280  java.lang.String3:         57918        1853376  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node4:         15970        1758272  java.lang.Class5:          5369        1673712  [B6:         16297        1434136  java.lang.reflect.Method7:         25573        1432088  java.util.LinkedHashMap
...6217:             1             16  sun.util.locale.provider.SPILocaleProviderAdapter
6218:             1             16  sun.util.locale.provider.TimeZoneNameUtility$TimeZoneNameGetter
6219:             1             16  sun.util.resources.LocaleData
6220:             1             16  sun.util.resources.LocaleData$LocaleDataResourceBundleControl
Total        700466       41856208

针对每个占用大量内存的对象，分析其引用链，即它所引用的其他对象和被其他对象引用的情况。这有助于确定对象何时被创建，以及是否有引用导致它们不能被垃圾回收。

 

二. 分析内存占用

1. 使用 jhat 排查对象堆占用情况

1.1. 排查步骤

第一步：导出堆文件

jmap -dump:file=<file_name> <pid>

 
第二步：分析堆文件

生成文件后执行

jhat heap_dump.hprof 
Reading from heap_dump.hprof...
Dump file created Mon Mar 05 18:33:10 CST 2024
Snapshot read, resolving...
Resolving 751016 objects...
Chasing references, expect 150 dots......................................................................................................................................................
Eliminating duplicate references......................................................................................................................................................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

 

第三步：查看html

访问：http://hostname:7000

对于jhat启动后显示的html页面中功能：

1. 显示出堆中所包含的所有的类
2. 从根集能引用到的对象
3. 显示平台包括的所有类的实例数量
4. 显示平台外的所有对象信息
5. 堆实例的分布表（堆直方图）
6. 执行对象查询语句

 

一般查看堆异常情况主要看这个两个部分

在页面的最下面中的Other Queries里的两个链接中进入。

• Show instance counts for all classes (excluding platform)，平台外的所有对象信息。

• Show heap histogram 以树状图形式展示堆情况。

 

1.2. 具体分析例子

a. 分析频繁创建对象导致的OOM

可以看到bson相关有几十万个实例，alarmMessage有十几万个实例，也就是说alarmMessage被频繁创建。接着分析：

bson.document类是mongodb的相关类，现在需要排查，mongoldb，看是否有alarmmessage实体相关的请求挤压。
经查，有个接口请求大量数据，超过20万条，并且请求非常频繁，导致内存溢出。修改该接口后，问题解决。

 

1.3. OQL查看某一个对象的引用情况

对于大对象排查内存溢出的可能，我们打开OQL窗口看对象中的value是否为null，执行如下OQL语句

select  u from com.webank.wedatasphere.linkis.common.ServiceInstance u  where (u.value = null)

如果当value=null时，仍然有强引用存在，此时gc是不能回收的，这样就会出现内存的溢出问题。

 

如下图，我们可以点击查看某个对象，可以看到如下成员变量、引用的对象、其他弱引用。

更多关于对象查询语言可参考：jhat中的OQL（对象查询语言）

 

2. 使用jvisualvm

VisualVM，能够监控线程，内存情况，查看方法的CPU时间和内存中的对 象，已被GC的对象，反向查看分配的堆栈(如100个String对象分别由哪几个对象分配出来的).
官网上关于jvisualvm的用法介绍

在mac控制台下输入

jvisualvm

装入快照

 

分析：对象数与堆占用

 

查看对象被引用的关系

 

3. MAT分析ing

可参考：https://gitcode.csdn.net/65e6e3871a836825ed786d51.html