JVM实战：调优案例分析

请添加图片描述

每秒10w qps 的社交app如何优化gc性能提高3倍

每次Young GC的时候，实际上还是有很多请求没处理完毕，因为每秒请求量太多了，触发Young GC的时候，很多请求是还没处理完毕的。

这就导致Eden区中每次触发Young GC的时候，有很多对象存活下来，导致Survivor区放不下，然后放入老年代

对象快速进入老年代，频繁触发Full GC

// 执行完 Full GC 后对内存空间进行压缩整理，减少内存碎片，不过会造成停顿时间变长
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

// 执行5次Full GC 后对内存空间进行压缩整理
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5

如何优化？

判断每次Young GC后存活对象有多少，然后就是增加Survivor区的内存，避免对象快速进入老年代
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0，每次Full GC后都整理一下内存碎片

第一次Full GC是一个小时，第二次是40分钟

电商大促，严重Full GC导致系统直接卡死

JVM每秒执行一次Full GC，每次耗时几百毫秒

为什么每秒都有一次Full GC?

JVM各个内存区域的使用量，基本没有什么问题，年轻代对象增长并不快，老年代占用了不到10%的空间，元空间也只使用了20%左右的空间

在系统中写了如下代码

System.gc();

如何解决？

不要使用System.gc()随随变变触发GC
JVM参数中增加如下参数-XX:+DisableExplicitGC，禁止显式执行GC，这样System.gc()就不会生效

线上大促导致内存泄漏和Full GC优化

频繁Full GC三个可能性

内存分配不合理，导致对象频繁进入老年代，进而引发频繁的Full GC
存在内存泄漏问题，老年代里驻留了大量的对象，导致稍微有一些对象进入老年代就会触发Full GC
元空间里的类太多，触发了Full GC

在系统里做了一个JVM本地缓存，很多数据都加载到内存中缓存起来，并且没有使用LRU之类的算法定期淘汰一些缓存中的数据，导致缓存在内存里的对象越来越多，造成了内存泄漏

如何解决？

使用EhCache之类的缓存矿建，设置最多缓存多少个对象，并淘汰一些不常用的数据

每秒仅仅上百请求的系统为什么会因为OOM而奔溃？

因为小编在生产环境中遇到JVM相关的问题比较少，因此将《从零开始带你成为JVM实战高手》这个专栏里面提到的实战案例，总结一下，这样后续遇到相关的问题就能有个具体的排查思路
在这里插入图片描述

Exception in thread "http-nio-8080-exec-1089" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

http-nio-8080-exec-1089说的就是tomcat的工作线程

发现占据内存最大的就是大量的byte[]数组，一大堆byte[]数组占据了大约8g左右的内存空间，给Tomcat应用分配的堆内存也就是8G左右

这些数组被哪个类引用？

org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread

byte[10008192] @ 0x7aa800000 GET /order/v2 HTTP/1.0-forward...
byte[10008192] @ 0x7aa800000 GET /order/v2 HTTP/1.0-forward...
byte[10008192] @ 0x7aa800000 GET /order/v2 HTTP/1.0-forward...
byte[10008192] @ 0x7aa800000 GET /order/v2 HTTP/1.0-forward...

MAT中可以查看具体有哪些内存存在，Tomcat的工作线程大致有400个左右，每个Tomcat线程会创建2个byte[]数组，每个byte[]数组是10MB左右

400个工作线程同时在处理请求，结果创建出来了8G内存的byte[]数组，进而导致内存溢出。

系统每秒的qps是100，并不是400。

每个请求处理完毕需要4s时间

为什么Tomcat工作线程在处理一个请求时会创建2个10MB的数组

max-http-header-size: 10000000

为什么一个请求需要4s？

Timeout Exception....

通过rpc调用时出现了大量的请求超时，超时时间是4s

超时时间设为1s。每秒100个请求过来，只有200个数组，占据2g内存，远不会把内存塞满，然后1秒内这100个请求全部超时，请求就处理结束了

适当调小 max-http-header-size 参数

Jetty服务其的NIO机制如何导致堆外内存泄漏？

nio handle failed java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
at org.eclipse.jetty.io.nio.xxxx
at org.eclipse.jetty.io.nio.xxxx
at org.eclipse.jetty.io.nio.xxxx

堆外内存如何申请和释放？

在Java代码中使用堆外内存，是使用DirectByteBuffer类，这个类本身是在JVM堆内存里的，但是在创建这个对象的同时，会在堆外内存中划出一块内存空间和这个对象关联起来
在这里插入图片描述
为什么会出现堆外内存溢出？

当创建了很多DirectByteBuffer对象，占用了大量的堆外内存，这些DirectByteBuffer对象没有GC线程来回收，就不会释放堆外内存。当堆外内存被大量的DirectByteBuffer对象关联使用了，当没有堆外内存还继续申请堆外内存时，就会报内存溢出

内存分配不合理，给了年轻代100mb的空间，老年代反而给了700mb的空间，进而导致Survivor只有10MB左右的空间

在 young gc 过后，一些存活下来的对象（包括一些DirectByteBuffer在内）会超过10mb，没法放入Survivor中，直接进入老年代。这样老年代中的DirectByteBuffer会越来越多，其实这些老年代中的DirectByteBuffer很多都是可以回收状态，但是因为老年代一直没塞满，没有触发full gc，自然就不会回收老年代里的DirectByteBuffer，导致堆外内存一直无法回收，最终导致堆外内存溢出

Java NIO没有考虑过这个问题吗？

其实这种问题Java NIO是考虑到的，它每次分配新的堆外内存的时候，都会调用System.gc()去提醒JVM主动执行gc去回收掉没人引用的DirectByteBuffer对象，释放堆外内存空间。

但是我们在JVM中设置了如下参数

-XX:+DisableExplicitGC

导致System.gc()不生效

如何解决？

合理分配内存，让年轻代有更多内存，将参数该为-XX:-DisableExplicitGC，让System.gc()生效