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工作中常遇到的Tomcat内存溢出及解决方案

 
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工作中常遇到的Tomcat内存溢出,结合相关资料做个总结。

一般会有下面三种情况:
1.OutOfMemoryError: Java heap space
2.OutOfMemoryError: PermGen space
3.OutOfMemoryError: unable to create new native thread.

对于前两种情况,在应用本身没有内存泄露的情况下可以用设置tomcat jvm参数来解决。(-Xms -Xmx -XX:PermSize -XX:MaxPermSize)
最后一种可能需要调整操作系统和tomcat jvm参数同时调整才能达到目的。

 

第一种:是堆溢出。

在JVM中如果98%的时间是用于GC且可用的 Heap size 不足2%的时候将抛出此异常信息。
没有内存泄露的情况下,调整-Xms -Xmx参数可以解决。
-Xms:初始堆大小
-Xmx:最大堆大小

但堆的大小受下面三方面影响:

1.相关操作系统的数据模型(32-bt还是64-bit)限制;(32位系统下,一般限制在1.5G~2G;我在2003 server 系统下(物理内存:4G和6G,jdk:1.6)测试 1612M,64为操作系统对内存无限制。)

2.系统的可用虚拟内存限制;

3.系统的可用物理内存限制。
堆的大小可以使用 java -Xmx***M version 命令来测试。支持的话会出现jdk的版本号,不支持会报错。
-Xms -Xmx一般配置成一样比较好比如set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m

 

第二种:永久保存区域溢出

PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域。这一部分用于存放Class和Meta的信息,Class在被 Load的时候被放入PermGen space区域,它和和存放Instance的Heap区域不同,GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对PermGen space进行清理,所以如果你的APP会LOAD很多CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误。这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。但目前的hibernate和spring项目中也很容易出现这样的问题。可能是由于这些框架会动态class,而且jvm的gc 是不会清理PemGen space的,导致内存溢出。
这一个一般是加大-XX:PermSize -XX:MaxPermSize 来解决问题。

-XX:PermSize 永久保存区域初始大小

-XX:PermSize 永久保存区域初始最大值

这一般结合第一条使用,比如 set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m -XX:PermSize=128M -XX:PermSize=256M
有一点需要注意:java -Xmx***M version 命令来测试的最大堆内存是 -Xmx与 -XX:PermSize的和 比如系统支持最大的jvm堆大小事1.5G,那 -Xmx1024m -XX:PermSize=768M 是无法运行的。

 

综上两点配置示例:

JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8
-server -Xms1024m -Xmx1024m
-XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:PermSize=512m
-XX:MaxPermSize=512m -XX:+DisableExplicitGC"

  

 

第三种:无法创建新的线程。

这种现象比较少见,也比较奇怪,主要是和jvm与系统内存的比例有关。

这种怪事是因为JVM已经被系统分配了大量的内存(比如1.5G),并且它至少要占用可用内存的一半。有人发现,在线程个数很多的情况下,你分配给JVM的内存越多,那么,上述错误发生的可能性就越大。

产生这种现象的原因如下(从这个blog中了解到原因:
每一个32位的进程最多可以使用2G的可用内存,因为另外2G被操作系统保留。这里假设使用1.5G给JVM,那么还余下500M可用内存。这500M内存中的一部分必须用于系统dll的加载,那么真正剩下的也许只有400M,现在关键的地方出现了:当你使用Java创建一个线程,在JVM的内存里也会创建一个Thread对象,但是同时也会在操作系统里创建一个真正的物理线程(参考JVM规范),操作系统会在余下的 400兆内存里创建这个物理线程,而不是在JVM的1500M的内存堆里创建。在jdk1.4里头,默认的栈大小是256KB,但是在jdk1.5里头,默认的栈大小为1M每线程,因此,在余下400M的可用内存里边我们最多也只能创建400个可用线程。

这样结论就出来了,要想创建更多的线程,你必须减少分配给JVM的最大内存。还有一种做法是让JVM宿主在你的JNI代码里边。

给出一个有关能够创建线程的最大个数的估算公式:
(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads

对于jdk1.5而言,假设操作系统保留120M内存:
1.5GB JVM: (2GB-1.5Gb-120MB)/(1MB) = ~380 threads
1.0GB JVM: (2GB-1.0Gb-120MB)/(1MB) = ~880 threads

在2000/XP/2003的boot.ini里头有一个启动选项,好像是:/PAE /3G ,可以让用户进程最大内存扩充至3G,这时操作系统只能占用最多1G的虚存。那样应该可以让JVM创建更多的线程。

因此这种情况需要结合操作系统进行相关调整。

 

 

JVM常用配置参数的说明

JVM的配置,最常用的两个配置就是:
-Xms512m –Xmx1024m
-Xms设置JVM的初始化内存大小,-Xmx为最大内存大小,当突破这个值,将会报内存溢出,导致的原因有很多,主要是虚拟机的回收问题以及程序设计上的内存泄露问题;由于在超过-Xms时会产生页面申请的开销,所以一般很多应用服务器会推荐-Xms和-Xmx是等值的;最大值一般不保持在主机内存的75%的内存左右(多个SERVER是加起来的内存),当JVM绝大部分时间处于回收状态,并且内存长时间处于非常长少的状态就会报:java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space的错误。

上面提及到JVM很多的知识面,很显然你想去设置一下其它的参数,其实对于JVM设置的参数有上百个,这里就说一些较为常用配置即可。

JVM内存配置分两大类:
1、-X开头的参数信息:一般每个版本变化不大。
2、-XX开头的参数信息:版本升级变化较大,如果没有太大必要保持默认即可。
3、另外还有一个特殊的选项就是-server还是-client,他们在默认配置内存上有一些细微的区别,直接用JDK运行程序默认是-client,应用服务器生产模式一般只会用-server。

这些命令其实就是在运行java命令或者javaw等相关命令后可以配置的参数,如果不配置,他们有相应的默认值配置。

1、-X开头的常用配置信息:
-Xnoclassgc 禁用垃圾回收,一般不适用这个参数
-Xincgc 启用增量垃圾回收
-Xmn1024K Eden区初始化JAVA堆的尺寸,默认值640K
-Xms512m JAVA堆初始化尺寸,默认是32M
-Xmx512m JAVA堆最大尺寸,默认64M,一般不超过2G,在64位机上,使用64位的JVM,需要操作系统进行unlimited方可设置到2G以上。

2、-XX开头常用内存配置信息:
-XX:-DisableExplicitGC 将会忽略手动调用GC的代码,如:System.gc(),将-DisableExplicitGC, 改成+DisableExplicitGC即为启用,默认为启用,什么也不写,默认是加号,但是系统内部默认的并不是什么都启用。
-XX:+UseParallelGC 将会自动启用并行回收,多余多CPU主机有效,默认是不启用。
-XX:+UseParNewGC 启用并行收集(不是回收),也是多CPU有效。
-XX:NewSize=128m 新域的初始化尺寸。
-XX:MaxNewSize=128m 新创建的对象都是在Eden中,其属于新域,在-client中默认为640K,而-server中默认是2M,为减少频繁的对新域进行回收,可以适当调大这个值。
-XX:PerSize=64m 设置永久域的初始化大小,在WEBLOGIC中默认的尺寸应该是48M,一般够用,可以根据实际情况作相应条调整。
-XX:MaxPerSize=64m 设置永久域的最大尺寸。
另外还可以设置按照区域的比例进行设置操作,以及设置线程、缓存、页面大小等等操作。

3、-XX开头的几个监控信息:
-XX:+GITime 显示有多少时间花在编译代码代码上,这部分为运行时编译为对应机器码时间。
-XX:+PrintGC 打印垃圾回收的基本信息
-XX:+PrintGCTimeStamps 打印垃圾回收时间戳信息
-XX:+PrintGCDetails 打印垃圾回收的详细信息
-XX:+TraceClassLoading 跟踪类的加载
-XX:+TraceClassResolution 跟踪常量池
-XX:+TraceClassUnLoading 跟踪类卸载

 

 

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