生产环境内存溢出了!!

原创
08/25 08:20
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大家好,我是冰河~~

最近,一名小伙伴跟我说:他写的程序在测试环境一点问题没有,但是发到生产环境却会频繁出现内存溢出的情况,这个问题都困扰他一周多了。于是乎,周末我便开始帮他排查各种问题。

小伙伴的疑问

 

问题确定

排查问题的整个过程相当耗时,这里,我就直接说定位到的问题吧。后面,我会单独写一篇详细的排查问题过程的文章!

在排查问题的过程中,我发现这位小伙伴使用的JDK还是1.6版本。开始,我也没想那么多,继续排查他写的代码,也没找出什么问题。但是一旦启动生产环境的程序,没过多久,JVM就抛出了内存溢出的异常。

这就奇怪了,怎么回事呢?

启动程序时加上合理的JVM参数,问题依然存在。。。

没办法,继续看他的代码吧!无意间,我发现他写的代码中,大量使用了String类的substring()方法来截取字符串。于是,我便跟到JDK中的代码查看传递进来的参数。

这无意间点进来的一次查看,竟然找到了问题所在!!

JDK1.6中String类的坑

经过分析,竟然发现了JDK1.6中String类的一个大坑!为啥说它是个坑呢?就是因为它的substring()方法会把人坑惨!不多说了,我们先来看下JDK1.6中的String类的substring()方法。

public String substring(int bedinIndex, int endIndex){
    if(beginIndex < 0){
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
    }
    if(endIndex > count){
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
    }
    if(beginIndex > endIndex){
          throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);
    }
    return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this : new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
}

接下来,我们来看看JDK1.6中的String类的一个构造方法,如下所示。

String(int offset, int count, char[] value){
    this.value = value;
    this.offset = offset;
    this.count = count;
}

看到,这里,相信细心的小伙伴已经发现了问题,导致问题的罪魁祸首就是下面的一行代码。

this.value = value;

在JDK1.6中,使用 String 类的构造函数创建子字符串的时候,并不只是简单的拷贝所需要的对象,而是每次都会把整个value引用进来。如果原来的字符串比较大,即使这个字符串不再被应用,这个字符串所分配的内存也不会被释放。 这也是我经过长时间的分析代码得出的结论,确实是太坑了!!

既然问题找到了,那我们就要解决这个问题。

升级JDK

既然JDK1.6中的String类存在如此巨大的坑,那最直接有效的方式就是升级JDK。于是,我便跟小伙伴说明了情况,让他将JDK升级到JDK1.8。

同样的,我们也来看下JDK1.8中的String类的substring()方法。

public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
    if (beginIndex < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
    }
    if (endIndex > value.length) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
    }
    int subLen = endIndex - beginIndex;
    if (subLen < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
    }
    return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
        : new String(value, beginIndex, subLen);
}

在JDK1.8中的String类的substring()方法中,也调用了String类的构造方法来生成子字符串,我们来看看这个构造方法,如下所示。

public String(char value[], int offset, int count) {
    if (offset < 0) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
    }
    if (count <= 0) {
        if (count < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
        }
        if (offset <= value.length) {
            this.value = "".value;
            return;
        }
    }
    // Note: offset or count might be near -1>>>1.
    if (offset > value.length - count) {
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
    }
    this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}

在JDK1.8中,当我们需要一个子字符串的时候,substring 生成了一个新的字符串,这个字符串通过构造函数的 Arrays.copyOfRange 函数进行构造。这个是没啥问题。

优化JVM启动参数

这里,为了更好的提升系统的性能,我也帮这位小伙伴优化了JVM启动参数。

经小伙伴授权, 我简单列下他们的业务规模和服务器配置:整套系统采用分布式架构,架构中的各业务服务采用集群部署,日均访问量上亿,日均交易订单50W~100W,订单系统的各服务器节点配置为4核8G。目前已将JDK升级到1.8版本。

根据上述条件,我给出了JVM调优后的参数配置。

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M

至于,为啥会给出上述JVM参数配置,后续我会单独写文章来具体分析如何根据实际业务场景来进行JVM参数调优。

结论

如果在程序中创建了比较大的对象,并且我们基于这个大对象生成了一些其他的信息,此时,一定要释放和这个大对象的引用关系,否则,就会埋下内存溢出的隐患。

JVM优化的目标就是:尽可能让对象都在新生代里分配和回收,尽量别让太多对象频繁进入老年代,避免频繁对老年代进行垃圾回收,同时给系统充足的内存大小,避免新生代频繁的进行垃圾回收。

好了,今天就到这儿吧,我是冰河,我们下期见~~

---END---

冰河从一名普通程序员,短短几年时间,一路进阶成长为大厂高级技术专家,一直致力于分布式系统架构、微服务、分布式数据库、分布式事务与大数据技术的研究。在高并发、高可用、高可扩展性、高可维护性和大数据等领域拥有丰富的架构经验。对Hadoop,Storm,Spark,Flink等大数据框架源码进行过深度分析,并具有丰富的实战经验。

出版过两本畅销书《 海量数据处理与大数据技术实战 》、《MySQL技术大全:开发、优化与运维实战》。写了一本《深入理解高并发编程》电子书全网累计下载45W+,发布了一本全网首个开源的以实战案例为背景的《冰河的渗透实战笔记》电子书,全网五星好评。写的文章多次被微信公众号官方推荐。

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本文分享自微信公众号 - 冰河技术(hacker-binghe)。
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