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JAVA虚拟机-JVM深入分析整理-程序问题分析(十)

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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)

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