一次 Java 內(nèi)存泄漏的排查解決過程詳解
由來
前些日子小組內(nèi)安排值班,輪流看顧我們的服務(wù),主要做一些報(bào)警郵件處理、Bug 排查、運(yùn)營 issue 處理的事。工作日還好,無論干什么都要上班的,若是輪到周末,那這一天算是毀了。
不知道是公司網(wǎng)絡(luò)廣了就這樣還是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維組不給力,網(wǎng)絡(luò)總有問題,不是這邊交換機(jī)脫網(wǎng)了就是那邊路由器壞了,還偶發(fā)地各種超時(shí),而我們靈敏地服務(wù)探測服務(wù)總能準(zhǔn)確地抓住偶現(xiàn)的小問題,給美好的工作加點(diǎn)料。好幾次值班組的小伙伴們一起吐槽,商量著怎么避過服務(wù)?;顧C(jī)制,偷偷停了探測服務(wù)而不讓人發(fā)現(xiàn)(雖然也并不敢)。
前些天我就在周末處理了一次探測服務(wù)的鍋。
問題
網(wǎng)絡(luò)問題?
晚上七點(diǎn)多開始,我就開始不停地收到報(bào)警郵件,郵件顯示探測的幾個(gè)接口有超時(shí)情況。 多數(shù)執(zhí)行棧都在:
java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:371) java.io.BufferedReader.readLine(BufferReader.java:389) java_io_BufferedReader$readLine.call(Unknown Source) com.domain.detect.http.HttpClient.getResponse(HttpClient.groovy:122) com.domain.detect.http.HttpClient.this$2$getResponse(HttpClient.groovy)
這個(gè)線程棧的報(bào)錯(cuò)我見得多了,我們設(shè)置的 HTTP DNS 超時(shí)是 1s, connect 超時(shí)是 2s, read 超時(shí)是 3s,這種報(bào)錯(cuò)都是探測服務(wù)正常發(fā)送了 HTTP 請求,服務(wù)器也在收到請求正常處理后正常響應(yīng)了,但數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)層層轉(zhuǎn)發(fā)中丟失了,所以請求線程的執(zhí)行棧會停留在獲取接口響應(yīng)的地方。這種情況的典型特征就是能在服務(wù)器上查找到對應(yīng)的日志記錄。
而且日志會顯示服務(wù)器響應(yīng)完全正常。 與它相對的還有線程棧停留在 Socket connect 處的,這是在建連時(shí)就失敗了,服務(wù)端完全無感知。
我注意到其中一個(gè)接口報(bào)錯(cuò)更頻繁一些,這個(gè)接口需要上傳一個(gè) 4M 的文件到服務(wù)器,然后經(jīng)過一連串的業(yè)務(wù)邏輯處理,再返回 2M 的文本數(shù)據(jù),而其他的接口則是簡單的業(yè)務(wù)邏輯,我猜測可能是需要上傳下載的數(shù)據(jù)太多,所以超時(shí)導(dǎo)致丟包的概率也更大吧。
根據(jù)這個(gè)猜想,群登上服務(wù)器,使用請求的 request_id 在近期服務(wù)日志中搜索一下,果不其然,就是網(wǎng)絡(luò)丟包問題導(dǎo)致的接口超時(shí)了。
當(dāng)然這樣 leader 是不會滿意的,這個(gè)結(jié)論還得有人接鍋才行。于是趕緊聯(lián)系運(yùn)維和網(wǎng)絡(luò)組,向他們確認(rèn)一下當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)組同學(xué)回復(fù)說是我們探測服務(wù)所在機(jī)房的交換機(jī)老舊,存在未知的轉(zhuǎn)發(fā)瓶頸,正在優(yōu)化,這讓我更放心了,于是在部門群里簡單交待一下,算是完成任務(wù)。
問題爆發(fā)
本以為這次值班就起這么一個(gè)小波浪,結(jié)果在晚上八點(diǎn)多,各種接口的報(bào)警郵件蜂擁而至,打得準(zhǔn)備收拾東西過周日單休的我措手不及。
這次幾乎所有的接口都在超時(shí),而我們那個(gè)大量網(wǎng)絡(luò) I/O 的接口則是每次探測必超時(shí),難道是整個(gè)機(jī)房故障了么。
我再次通過服務(wù)器和監(jiān)控看到各個(gè)接口的指標(biāo)都很正常,自己測試了下接口也完全 OK,既然不影響線上服務(wù),我準(zhǔn)備先通過探測服務(wù)的接口把探測任務(wù)停掉再慢慢排查。
結(jié)果給暫停探測任務(wù)的接口發(fā)請求好久也沒有響應(yīng),這時(shí)候我才知道沒這么簡單。
解決
內(nèi)存泄漏
于是趕快登陸探測服務(wù)器,首先是 top free df 三連,結(jié)果還真發(fā)現(xiàn)了些異常。

我們的探測進(jìn)程 CPU 占用率特別高,達(dá)到了 900%。
我們的 Java 進(jìn)程,并不做大量 CPU 運(yùn)算,正常情況下,CPU 應(yīng)該在 100~200% 之間,出現(xiàn)這種 CPU 飆升的情況,要么走到了死循環(huán),要么就是在做大量的 GC。
使用 jstat -gc pid [interval] 命令查看了 java 進(jìn)程的 GC 狀態(tài),果然,F(xiàn)ULL GC 達(dá)到了每秒一次。

這么多的 FULL GC,應(yīng)該是內(nèi)存泄漏沒跑了,于是 使用 jstack pid > jstack.log 保存了線程棧的現(xiàn)場,使用 jmap -dump:format=b,file=heap.log pid 保存了堆現(xiàn)場,然后重啟了探測服務(wù),報(bào)警郵件終于停止了。
jstat
jstat 是一個(gè)非常強(qiáng)大的 JVM 監(jiān)控工具,一般用法是:
jstat [-options] pid interval
它支持的查看項(xiàng)有:
- -class 查看類加載信息
- -compile 編譯統(tǒng)計(jì)信息
- -gc 垃圾回收信息
- -gcXXX 各區(qū)域 GC 的詳細(xì)信息 如 -gcold
使用它,對定位 JVM 的內(nèi)存問題很有幫助。
排查
問題雖然解決了,但為了防止它再次發(fā)生,還是要把根源揪出來。
分析棧
棧的分析很簡單,看一下線程數(shù)是不是過多,多數(shù)棧都在干嘛。
> grep 'java.lang.Thread.State' jstack.log | wc -l > 464
才四百多線程,并無異常。
> grep -A 1 'java.lang.Thread.State' jstack.log | grep -v 'java.lang.Thread.State' | sort | uniq -c |sort -n 10 at java.lang.Class.forName0(Native Method) 10 at java.lang.Object.wait(Native Method) 16 at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:404) 44 at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method) 344 at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
線程狀態(tài)好像也無異常,接下來分析堆文件。
下載堆 dump 文件
堆文件都是一些二進(jìn)制數(shù)據(jù),在命令行查看非常麻煩,Java 為我們提供的工具都是可視化的,Linux 服務(wù)器上又沒法查看,那么首先要把文件下載到本地。
由于我們設(shè)置的堆內(nèi)存為 4G,所以 dump 出來的堆文件也很大,下載它確實(shí)非常費(fèi)事,不過我們可以先對它進(jìn)行一次壓縮。
gzip 是個(gè)功能很強(qiáng)大的壓縮命令,特別是我們可以設(shè)置 -1 ~ -9 來指定它的壓縮級別,數(shù)據(jù)越大壓縮比率越大,耗時(shí)也就越長,推薦使用 -6~7, -9 實(shí)在是太慢了,且收益不大,有這個(gè)壓縮的時(shí)間,多出來的文件也下載好了。
使用 MAT 分析 jvm heap
MAT 是分析 Java 堆內(nèi)存的利器,使用它打開我們的堆文件(將文件后綴改為 .hprof), 它會提示我們要分析的種類,對于這次分析,果斷選擇 memory leak suspect。

從上面的餅圖中可以看出,絕大多數(shù)堆內(nèi)存都被同一個(gè)內(nèi)存占用了,再查看堆內(nèi)存詳情,向上層追溯,很快就發(fā)現(xiàn)了罪魁禍?zhǔn)住?/p>

分析代碼
找到內(nèi)存泄漏的對象了,在項(xiàng)目里全局搜索對象名,它是一個(gè) Bean 對象,然后定位到它的一個(gè)類型為 Map 的屬性。
這個(gè) Map 根據(jù)類型用 ArrayList 存儲了每次探測接口響應(yīng)的結(jié)果,每次探測完都塞到 ArrayList 里去分析,由于 Bean 對象不會被回收,這個(gè)屬性又沒有清除邏輯,所以在服務(wù)十來天沒有上線重啟的情況下,這個(gè) Map 越來越大,直至將內(nèi)存占滿。
內(nèi)存滿了之后,無法再給 HTTP 響應(yīng)結(jié)果分配內(nèi)存了,所以一直卡在 readLine 那。而我們那個(gè)大量 I/O 的接口報(bào)警次數(shù)特別多,估計(jì)跟響應(yīng)太大需要更多內(nèi)存有關(guān)。
給代碼 owner 提了 PR,問題圓滿解決。
小結(jié)
其實(shí)還是要反省一下自己的,一開始報(bào)警郵件里還有這樣的線程棧:
groovy.json.internal.JsonParserCharArray.decodeValueInternal(JsonParserCharArray.java:166) groovy.json.internal.JsonParserCharArray.decodeJsonObject(JsonParserCharArray.java:132) groovy.json.internal.JsonParserCharArray.decodeValueInternal(JsonParserCharArray.java:186) groovy.json.internal.JsonParserCharArray.decodeJsonObject(JsonParserCharArray.java:132) groovy.json.internal.JsonParserCharArray.decodeValueInternal(JsonParserCharArray.java:186)
看到這種報(bào)錯(cuò)線程棧卻沒有細(xì)想,要知道 TCP 是能保證消息完整性的,況且消息沒有接收完也不會把值賦給變量,這種很明顯的是內(nèi)部錯(cuò)誤,如果留意后細(xì)查是能提前查出問題所在的,查問題真是差了哪一環(huán)都不行啊。
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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