web服务重装reload时内存泄漏的处理

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Web 应用服务器 Tomcat MySQL thread

我做的应用是以Spring为系统的基础框架,mysql为后台数据库.在tomcat上发布后,总是不能进行热部署(reload),多次reload后,就会出OutOfMemory PermGen, 为此烦恼了很久,总于下定决心找找根源. 经过3天的不懈努力,小有成果,记录下来实际上下面的分析都已经没什么用了,如果你使用tomcat6.0.26及以后的版本,我所说的这些情况都已经被处理了,并且比我处理的还要多很多.可以下载tomcat6.0.26的源代码看看WebappClassLoader类的处理就成了. 通过分析工具的分析(用了YourKit,以及JDK1.6/bin下的jps/jmap/jhat),发现有下面几个方面会造成memory leak. 1.SystemClassLoader与WebappClassLoader加载的类相互引用,tomcat reload只是卸载WebappClassloader中的class,SystemClassLoader是不会卸载的(否则其他应用也停止了).但是WebappClassloader加载的类被SystemClassLoader引用的化,WebappClassloader中的相关类就不会被JVM进行垃圾收集目前发现2种容易产生这种leak的现象. a.在使用java.lang.ThreadLocal的时候很容易产生这种情况 b.使用jdbc驱动,而且不是在tomcat中配置的公共连接池.则java.sql.DriverManager一定会产生这种现象 ThreadLocal.set(Object),如果这个Object是WebappsClassLoader加载的,使用之后没有做ThreadLocal.set(null)或者ThreadLocal.remove(),就会产生memory leak. 由于ThreadLocal实际上操作的是java.lang.Thread类中的ThreadLocalMap,Thread类是由SystemClassLoder加载的.而这个线程实例(main thread)在tomcat reload的时候不会销毁重建,必然就产生了SystemClassLoder中的类引用WebappsClassLoader的类. DriverManager也是由SystemClassLoder载入的,当初始化某个JDBC驱动的时候,会向DriverManager中注册该驱动,通常是***.driver,例如com.mysql.jdbc.Driver 这个Driver是通过class.forName()加载的,通常也是加载到WebappClassLoader.这就出现了两个classLoader中的类的交叉引用.导致memory leak. 解决办法: 写一个ServletContextListener,在contextDestroyed方法中统一删除当前Thread的ThreadLocalMap中的内容. public class ApplicationCleanListener implements ServletContextListener { public void contextInitialized(ServletContextEvent event) { } public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) { //处理ThreadLocal ThreadLocalCleanUtil.clearThreadLocals(); /* * 如果数据故驱动是通过应用服务器(tomcat etc...)中配置的<公用>连接池,这里不需要否则必须卸载Driver * * 原因: DriverManager是System classloader加载的, Driver是webappclassloader加载的, * driver保存在DriverManager中,在reload过程中,由于system * classloader不会销毁,driverManager就一直保持着对driver的引用, * driver无法卸载,与driver关联的其他类 * ,例如DataSource,jdbcTemplate,dao,service....都无法卸载 */ try { System.out.println("clean jdbc Driver......"); for (Enumeration e = DriverManager.getDrivers(); e .hasMoreElements();) { Driver driver = (Driver) e.nextElement(); if (driver.getClass().getClassLoader() == getClass() .getClassLoader()) { DriverManager.deregisterDriver(driver); } } } catch (Exception e) { System.out .println("Exception cleaning up java.sql.DriverManager's driver: " + e.getMessage()); } } } /** * 这个类根据 */ public class ThreadLocalCleanUtil { /** * 得到当前线程组中的所有线程 description: * * @return */ private static Thread[] getThreads() { ThreadGroup tg = Thread.currentThread().getThreadGroup(); while (tg.getParent() != null) { tg = tg.getParent(); } int threadCountGuess = tg.activeCount() + 50; Thread[] threads = new Thread[threadCountGuess]; int threadCountActual = tg.enumerate(threads); while (threadCountActual == threadCountGuess) { threadCountGuess *= 2; threads = new Thread[threadCountGuess]; threadCountActual = tg.enumerate(threads); } return threads; } public static void clearThreadLocals() { ClassLoader classloader = Thread .currentThread() .getContextClassLoader(); Thread[] threads = getThreads(); try { Field threadLocalsField = Thread.class .getDeclaredField("threadLocals"); threadLocalsField.setAccessible(true); Field inheritableThreadLocalsField = Thread.class .getDeclaredField("inheritableThreadLocals"); inheritableThreadLocalsField.setAccessible(true); Class tlmClass = Class .forName("java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap"); Field tableField = tlmClass.getDeclaredField("table"); tableField.setAccessible(true); for (int i = 0; i < threads.length; ++i) { if (threads[i] == null) continue; Object threadLocalMap = threadLocalsField.get(threads[i]); clearThreadLocalMap(threadLocalMap, tableField, classloader); threadLocalMap = inheritableThreadLocalsField.get(threads[i]); clearThreadLocalMap(threadLocalMap, tableField, classloader); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } private static void clearThreadLocalMap(Object map, Field internalTableField, ClassLoader classloader) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException, InvocationTargetException { if (map != null) { Method mapRemove = map.getClass().getDeclaredMethod("remove", new Class[] { ThreadLocal.class }); mapRemove.setAccessible(true); Object[] table = (Object[]) internalTableField.get(map); int staleEntriesCount = 0; if (table != null) { for (int j = 0; j < table.length; ++j) { if (table[j] != null) { boolean remove = false; Object key = ((Reference) table[j]).get(); if ((key != null) && (key.getClass().getClassLoader() == classloader)) { remove = true; System.out.println("clean threadLocal key,class=" + key.getClass().getCanonicalName() + ",value=" + key.toString()); } Field valueField = table[j] .getClass() .getDeclaredField("value"); valueField.setAccessible(true); Object value = valueField.get(table[j]); if ((value != null) && (value.getClass().getClassLoader() == classloader)) { remove = true; System.out.println("clean threadLocal value,class=" + value.getClass().getCanonicalName() + ",value=" + value.toString()); } if (remove) { if (key == null) ++staleEntriesCount; else { mapRemove.invoke(map, new Object[] { key }); } } } } } if (staleEntriesCount > 0) { Method mapRemoveStale = map .getClass() .getDeclaredMethod("expungeStaleEntries", new Class[0]); mapRemoveStale.setAccessible(true); mapRemoveStale.invoke(map, new Object[0]); } } } } 2.对于使用mysql JDBC驱动的:mysql JDBC驱动会启动一个Timer Thread,这个线程在reload的时候也是无法自动销毁. 因此,需要强制结束这个timer 可以在上面的ApplicationCleanListener中加入如下代码: try { Class ConnectionImplClass = Thread .currentThread() .getContextClassLoader() .loadClass("com.mysql.jdbc.ConnectionImpl"); if (ConnectionImplClass != null && ConnectionImplClass.getClassLoader() == getClass() .getClassLoader()) { System.out.println("clean mysql timer......"); Field f = ConnectionImplClass.getDeclaredField("cancelTimer"); f.setAccessible(true); Timer timer = (Timer) f.get(null); timer.cancel(); } } catch (java.lang.ClassNotFoundException e1) { // do nothing } catch (Exception e) { System.out .println("Exception cleaning up MySQL cancellation timer: " + e.getMessage()); } 3.common-logging+log4j似乎也会导致leak,看网上有人说在ApplicationCleanListene6中加入这行代码就可以: LogFactory.release(Thread.currentThread().getContextClassLoader()); 我没试成功,懒得再找原因,直接换成了slf4j+logback,没有问题.据说slf4j+logback的性能还要更好. 后记: tomcat-6.0.26之前的版本(我用的是tomcat-6.0.18),加入上述ApplicationCleanListener后,多次reload,不会出现outOfMemory. 但要注意,第一次启动后,reload一次,内存会增加,也就是看着还是由memory Leak,但是重复reload,内存始终保持在第一次reload的大小.似乎tomcat始终保留了双WebappClassLoader.因此,配置内存要小心些,至少要保证能够load两倍的你的所有jar包的大小(当然,是指Perm的内存大小). 测试过程中最好加上 JVM参数 -verbosegc,这样,在做GC的时候可以直观的看到class被卸载.

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