如何识别Java中的内存泄漏

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Java开发人员都知道,Java利用垃圾回收机制来自动保持应用程序内存的干净和健康。然而可能有人不知道的是,即使使用了垃圾回收机制,Java中仍然可能存在内存泄漏风险。如果你碰到下面的错误代码

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

如果你确认是内存分配不足,那么可以通过以下代码为应用程序增加可用内存:

java -Xms<initial heap size> -Xmx<maximum heap size>

不过对于内存泄漏来说这么做是治标不治本,只能起到缓解作用。

内存泄漏的识别

在将程序部署到生产环境之前检查一下是否存在内存泄漏的问题是很有必要的。这里可以通过垃圾收集器的指标来进行初步的判断。

如何识别Java中的内存泄漏

如GC后内存使用仍然持续上升,那么就可能有内存泄漏的问题,比如上面的这幅图,代码可以查看GitHub(https://gist.github.com/dpryden/b2bb29ee2d146901b4ae)。不过在现实中内存像图上一样线性增加的可能性是很小的,见图Old Gen,而GC suspension times或者Eden Space和Survivor空间使用并不足以识别出内存泄漏。

缩小问题的范围

要找出内存泄漏的原因当下已经有许多工具可用,比如JVisualVM或者jStat。这些工具是JDK自带的,所以大家随时都能用。除了要识别一些常用的内部Java类,一些用户自定义累同样需要识别。

性能优化

在日常的开发过程中,只要GC没有影响到性能,开发者就不会去关注内存设置于配置。从而埋下了潜在的隐患:因为内存问题并不只有溢出和泄露,GC时间过长同样会造成这个问题。比如下图中GC占用了16%的CPU。

如何识别Java中的内存泄漏

Heap设置

Heap太小会导致频繁的GC,从而情景不难想象:增加GC会消耗更多的CPU,同时在GC时JVM会被冻结,最后导致一个很差的性能。总的来说,Heap太小的话,虽然GC时间变短,但是会变得更加频繁。

Heap太大会导致GC时间边长。GC不会经常发生,但是一旦被触发,那么VM会被冻结很久。

因此,如果这种情况下发生内存泄露,在最终JVM因为内存溢出崩溃之前,GC会非常频繁或者时间特别长。

GC版本

从Java 6开始,GC就改变了很多。Java 7引入了G1GC作为CMS GC的替代选择,而在Java 9中G1GC已成为默认选择。Java 8中移除了PermGen Space,之前存储在PermGen Space中的数据则改为存储在本地内存或者栈中。

 

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