Java的dump文件分析及JProfiler使用

太过爱你忘了你带给我的痛 2024-03-26 12:45 60阅读 0赞

## Java的dump文件分析及JProfiler使用 ##

### 1 dump文件介绍 ###

从软件开发的角度上，dump文件就是当程序产生异常时，用来记录当时的程序状态信息（例如堆栈的状态）,用于程序开发定位问题。

> idea配置发生OOM的时候指定路径生成dump文件

# 指定发生OOM异常的时候，在d盘下生成对应的dump文件
    -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:\

### 2 JProfiler介绍 ###

#### 2.1 下载 ####

> JProfiler下载：  
> 链接：https://pan.baidu.com/s/1WXCc4FMOC3QQtjkhY4Qeow  
> 提取码：5xrm  
> 版本：JProfiler 12.0.4

#### 2.2 与idea集成 ####

1.  本地windows下载并安装好JProfiler
2.  idea安装JProfiler插件  
    ![在这里插入图片描述][1b06ed555840459286466f58c0d4e035.png]
3.  指定本地windows的JProfiler路径\[settings - tools\]

![在这里插入图片描述][1fe0a6b1d8f64c0f9606dcc5dd2289db.png]  
4. 点击图标启动，JProfiler就默认监控到了指定Java程序  
![在这里插入图片描述][56340a996f694b7382a0a03571807407.png]

#### 2.3 基本使用 ####

##### ①JProfiler基本参数 #####

> 在概览页我们可以清晰的看到内存使用量、垃圾收集活动、类加载数量、线程个数和状态、CPU 使用率等指标随时间变化的趋势。

![在这里插入图片描述][b3c90d42d7bf41c6b5df6bcdd29d39bc.png]  
通过此图，我们可以作出如下基本判断：

>  *  程序在运行过程中会产生大量对象，但这些对象生命周期极短，大部分都能被垃圾收集器及时回收，不会造成内存无限增长。
>  *  加载类的数量在程序初始时增长较快，随后保持平稳，符合预期。
>  *  在程序运行过程中，有大量线程处于阻塞状态，需要重点关注。
>  *  在程序刚启动时，CPU 使用率较高，需要进一步探究其原因。

##### ②测试分析dump文件 #####

1.  模拟OOM

public class JProfilerTest {
        
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            List<byte[]> list = new ArrayList<>();
            while (true) {
        
                byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 50];
                list.add(bytes);
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            }
        }
    }

1.  程序添加VM Options

# 监控OOM，发生OOM之后指定dump文件生成到d:\
    -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:\

![在这里插入图片描述][d096ffffc7db45bfa4ce946ad77cf895.png]

1.  JProfiler方式启动程序，观察控制台打印

程序运行一段时间之后，发生OOM异常  
![在这里插入图片描述][c9cc84b4d16c48b1889c06214b113a2e.png]  
5. 查看dump文件，用JProfiler打开  
![在这里插入图片描述][e7fc7a1a918c48b5bccd19294f3bc210.png]  
6. 分析dump文件  
![在这里插入图片描述][781c253e78bf454e9297420bdbf82344.png]

> 查看最大对象内部结构

![在这里插入图片描述][5d03d84670cc47c0a4283b772b9f9f74.png]

> 可以发现是改list中含有了太多的byte\[\]数组

`ps:`其他查看方法类似

### 3 常见JVM问题 ###

#### 3.1 OOM ####

##### ①堆溢出 #####

原因：

1. 无法在Java堆中分配对象
    2. 应用程序保存了无法被GC回收的对象
    3. 程序过度使用finalizer

排查思路：

> 1.  查看关键报错信息
> 2.  使用内存映像分析工具（MAT或JProfiler）分析dump文件，分析是内存泄漏还是内存溢出
> 3.  如果是内存泄漏，通过工具查看泄漏对象到GC Roots引用链，修复内存泄漏
> 4.  如果不是，检查代码是否有死循环，递归等，再考虑用`-Xmx增加堆大小`

demo代码JVM配置参数：

>  *  \-Xms20m JVM初始分配的内存20m
>  *  \-Xmx20m JVM最大可用内存为20m
>  *  \-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 当JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件
>  *  \-XX:HeapDumpPath=/Users/mytest/Desktop/dump/ 生成DUMP文件的路径

##### ②栈溢出 #####

栈:虚拟机栈和本地方法栈，关于栈，Java虚拟机规范中描述了两种异常：

>  *  `StackOverflowError`:线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度
>  *  `OOM`:如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出

原因：

1. 单个线程下，栈帧太大或虚拟机栈容量太小，内存无法分配
    2. 不断建立线程

排查思路：

>  *  查看关键报错信息，确定是StackOverflow还是OOM
>  *  如果是StackOverflow，检查代码是否存在递归
>  *  如果是OOM，检查是否有死循环创建线程或调用第三方接口创建线程，通过`-Xss`降低每个线程栈大小

##### ③方法区溢出 #####

方法区（又叫永久代，JDK8之后元空间替换了永久代），用于存放Class的相关信息，如：类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。运行时产生大量的类，会填满方法区，造成溢出。

溢出原因：

1. 使用CGLib生成大量代理类
    2. 在Jdk7之前，频繁错误的使用String.intern方法
    3. 大量jsp和动态产生jsp
    4. 应用长时间运行，没有重启

排查思路：

>  *  检查是否永久代空间设置的过小  
>     `-XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M`
>  *  是否频繁错误使用String.intern
>  *  是否与jsp有关
>  *  是否使用CGLib生成大量代理类
>  *  重启JVM

##### ④直接内存溢出 #####

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是，这部分也被频繁的使用，也可能导致OOM。

原因:

1. 本机直接内存不受到Java堆大小限制，但是受到本机总内存大小限制
    2. 直接内存由-XX:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，默认与Java堆最大值
    	一样（-Xmx）
    3. NIO程序中，使用ByteBuffer.allocateDirect(capability)分配的是直接内
    	存，可能导致直接内存溢出

排查思路：

>  *  检查代码是否恰当
>  *  检查JVM参数`-Xmx(java堆最大值)，-XX:MaxDirectMemorySize是否合理`

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/95150243

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