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JAVA虚拟机-JVM深入分析整理-程序问题分析(十)

博客分类：

JVM相关
基础-java

JVM OOM GC 服务端

1.字符串存在哪里?

如下代码,aaa,bbb,ccc内容到底存储在哪里呢：

public class JvmString {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		String s1 = "aaa";
		String s2 = "bbb";
		String s3 = "ccc";
	}
}

1.1.首先我们需要了解类的结构，jvm是如何工作，到底加载执行我们写class文件的呢？

请参考： jvm深入分析整理(一) 第一章:JAVA基本结构 ,第二章堆和方法区(包含常量池)

1.2.查看编译后class文件

看下图:我们知道 JVM会把编译好class文件部分内容加载到方法区(类名，包名，类修饰符，常量池等等)，

这里说道常量池存储除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值，所以字符串存放在方法区中。也就是Perm区

1.3 结论

字符串存放在方法区。

2.如果web项目抛出heap oom, 新的请求会遇到什么？

2.1 springmvc写了一个controller，代码如下：

web容器启动jvm参数

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;

/**
 * <P>
 * Description: spring mvc的一个http请求
 * 测试 jvm OOM后 连接状态
 * 1).OutOfMemoryError: PermGen space :(-Xmx20M -Xms20M -Xmn10M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M  -Xss512k)
 * 2）.java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
 *    java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
 * (-Xmx100M -Xms100M -Xmn50M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PermSize=50M -XX:MaxPermSize=50M  -Xss512k)
 * </p>
 * @author xxxxx
 * @version 1.0
 */
@Controller
@RequestMapping("web")
public class WebController extends BaseController {

    @RequestMapping(value = "demo.do")
    public ModelAndView doTest(HttpServletResponse response, HttpServletRequest request, Model model) {

        logger.info("helloWorld!");

        List<String> list = new ArrayList<String>();
        String s="testtesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttesttest";
        for(int i=1;i<=1000000000;i++){
        	list.add(s+i);
        	//为了看测试效果 休息1ms
        	try {
				TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(1);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
        }
        // return json
        sendMessage(response, "{\"result\":\"jvm test\"}");
        return null;
    }

}

2.2 观察gc情况

先执行 jmap -heap pid查看各个代的大小

C:\Users\******>jmap -heap 4576
Attaching to process ID 4576, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 24.51-b03

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 4 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio = 40
   MaxHeapFreeRatio = 70
   MaxHeapSize      = 104857600 (100.0MB)
   NewSize          = 52428800 (50.0MB)
   MaxNewSize       = 52428800 (50.0MB)
   OldSize          = 5439488 (5.1875MB)
   NewRatio         = 2
   SurvivorRatio    = 8
   PermSize         = 52428800 (50.0MB)
   MaxPermSize      = 52428800 (50.0MB)
   G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 41943040 (40.0MB)
   used     = 32742552 (31.225730895996094MB)
   free     = 9200488 (8.774269104003906MB)
   78.06432723999023% used
From Space:
   capacity = 5242880 (5.0MB)
   used     = 5215736 (4.974113464355469MB)
   free     = 27144 (0.02588653564453125MB)
   99.48226928710938% used
To Space:
   capacity = 5242880 (5.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 5242880 (5.0MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 52428800 (50.0MB)
   used     = 28234728 (26.926734924316406MB)
   free     = 24194072 (23.073265075683594MB)
   53.85346984863281% used
PS Perm Generation
   capacity = 52428800 (50.0MB)
   used     = 36406824 (34.720252990722656MB)
   free     = 16021976 (15.279747009277344MB)
   69.44050598144531% used

16470 interned Strings occupying 2013816 bytes.

访问 controller 5次：http://127.0.0.1:8080/web/demo.do，观察jstat -gcutil pid变化：

这里记录fullgc 前后变化情况：

看下访问页面状态：

工具和jconsole查看情况：

heap,cpu状态观察：

old区状态观察：

2.3.结论

影响gc的原因方方面面，有潜在问题(要长时间观察才能发现)和显示问题(每隔一天两系统可能会故障)，这里给大家演示的一个例子(如果程序里存在问题，例如：死循环可能导致jvm频繁做大量fullGC，在进行fullgc时间内，所有服务请求都会处于等待状态，会导致无法提供正常服务 )，如果系统出现频繁fullgc需要大家关注程序健康，系统优化。

3.java程序中在堆，栈，方法区之间关系

后续补充....

4.JVM相关问题

4.1 为什么HotSpot VM 内存堆的两个Survivor区？

参考讨论主题: HotSpot VM 内存堆的两个Survivor区

下载：sun白皮书

4.2 方法区中的常量池存放的是什么？

参考:JVM重点内容-常量池(二)

5.遇到问题排查方式

后续补充....

6.写项目应当注意哪些方面的性能问题

先简单阐述下,每个公司都会有前台系统(高并发分布式架构) 和后台系统（业务系统,业务调度复杂）

前台系统：技术点涵盖面较为广泛，这里仅仅列出其中一部分：

存储或缓存 mysql,hbase,redis,ehcache,bigmemory;

分布式rpc:dubbo,rmi,hessian;

多线程相关：threadpool,juc;

MQ消息队列：rocketmq,redismq,metaQ;

分布式高并发相关技术：bloomfilter,hystrix;

框架：springMVC mybatis hibernate等等

后台系统:设计架构会比前台系统简单些，但业务会比较复杂，更加注重于框架,和rpc使用,以及数据监控保证数据准确无误，其他技术点例如缓存，消息多线程相关等作为一般使用。

6.1 学会看jvm工具相关参数

jconsole：内存(eden/survivor/old/perm/codecache) ，youngGC time;fullGc time开销,如何调优

后续补充....

6.2 mysql连接数影响

1). 数据库连接数的监控

公司可能会对每台服务器设置连接mysql有个上线的连接数，如果连接数过大可能会引起一些问题

后续补充....

6.3 使用框架的相关问题

1). hibernate懒加载慎用(时间开销相对较大)，当项目变得很庞大的时候，需要结合每个请求耗时结合分析

后续补充....

7.jvm相关oom测试

7.1.heap OOM

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 *  heap溢出
 *  -Xmx10M -Xms10M -XX:PermSize=5M -XX:MaxPermSize=5M
 * @author *****
 *
 */
public class JvmTest03 {

	final static int _1M = 1024*1024;
	
	public static void main(String[] args) {

		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 
		
		 while(true){
			 list.add(_1M);
		 }
	}
}

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2245)
	at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2219)
	at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:242)
	at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:216)
	at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:208)
	at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:440)
	at com.sohu.train.maven_study_01.JvmTest03.main(JvmTest03.java:21)

7.2.perm OOM

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 方法区 溢出 permGen
 * -XX:PermSize=2M -XX:MaxPermSize=2M
 * @author ****
 *
 */
public class JvmTest04 {

	public static void main(String[] args) {

		List<String> list = new ArrayList<String>();
		int i = 0;
		        
		while(true){
		    list.add(String.valueOf(i++).intern());
		}
	}
}

Exception in thread "Reference Handler" Error occurred during initialization of VM
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
	<<no stack trace available>>
Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "Reference Handler"

更多参考：

1.jvm深入分析整理-知识体系(一)

2.JAVA深入分析整理-程序问题分析(二)

3.JVM重点内容-内存模型及结构(一)

4.JAVA深入分析整理-程序问题分析(二)