JVM工作原理与实战(三十一):诊断内存泄漏的原因

简介: JVM作为Java程序的运行环境,其负责解释和执行字节码,管理内存,确保安全,支持多线程和提供性能监控工具,以及确保程序的跨平台运行。本文主要介绍了诊断内存溢出的原因、MAT内存泄漏检测的原理等内容。


知识点回顾:

解决内存溢出的步骤

解决内存溢出问题是一个复杂的过程,需要采取一系列专业和系统的方法。以下是解决内存溢出的四个核心步骤:

  • 精确识别问题:首先,通过专业的监控工具,密切关注系统内存使用情况,以便尽早发现内存使用量逐渐增大的现象。这种监控应当是持续的,并且应当能够提供关于内存使用情况的实时数据和趋势分析。此外,利用诸如Arthas、VisualVM等工具可以帮助开发人员深入了解堆的使用情况,识别出潜在的内存泄漏点。
  • 深入诊断原因:一旦发现内存溢出的问题,下一步是通过专业的分析工具对问题进行深入诊断。这些工具可以帮助开发人员定位到内存泄漏的具体位置,通常可以定位到引发问题的源代码。这一步的关键在于理解内存泄漏发生的机制,包括哪些对象占用了大量内存,以及这些对象是如何被创建和管理的。通过分析堆转储(Heap Dump)和追踪对象的创建与销毁路径可以帮助开发人员找出可能的泄漏点。
  • 修复问题:在确定了问题的原因后,接下来就是修复源代码中的问题。这可能涉及到优化代码,改进数据结构,或者调整对象的生命周期管理等。修复工作需要开发人员的深入理解和专业技能,以确保不仅解决当前的内存溢出问题,同时也改善系统的整体性能和稳定性。
  • 验证与发布:最后,在修复了内存溢出问题后,需要在专业的测试环境中验证解决方案的有效性。这包括压力测试、负载测试和回归测试等,以确保修复没有引入新的问题,并且系统能够在各种条件下稳定运行。只有经过充分的测试验证,确保问题得到有效解决后,才可以将修复后的代码发布上线。

一、诊断原因

当堆内存溢出时,开发人员需要及时捕获整个堆内存的状态,生成内存快照(Heap Profile)文件。这可以通过在Java虚拟机(JVM)启动时添加参数来实现。使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数来指定在发生OutOfMemoryError错误时自动生成hprof内存快照文件,并使用-XX:HeapDumpPath=<path>参数来指定hprof文件的输出路径。

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

image.gif

-XX:HeapDumpPath=<path>

image.gif

生成内存快照后,可以使用MAT(Memory Analyzer Tool)打开hprof文件。MAT是一款强大的内存分析工具,可以用于分析Java堆转储(heap dump)文件,帮助开发人员找到内存泄漏的根源。在MAT中,可以选择内存泄漏检测功能,它会根据内存快照中保存的数据自动进行分析,并生成一份详细的内存泄漏报告。

image.gif

通过这份报告,可以了解到哪些对象占用了大量的内存,哪些对象无法被垃圾回收器回收等问题。通过分析这些问题,可以找到内存泄漏的根源,并进行相应的优化和修复。

二、MAT内存泄漏检测的原理

MAT(Memory Analyzer Tool)是一个用于分析Java堆转储(heap dumps)的工具,它可以帮助开发者识别内存泄漏、分析对象实例间的关系以及估算内存回收的潜力。其中,支配树(Dominator Tree)是MAT提供的一个重要功能,用于呈现对象间的支配关系。

在Java堆中,对象之间的关系通过引用关系建立。当所有指向对象B的路径都经过对象A,那么对象A支配对象B。支配关系揭示了对象间的依赖关系,对分析内存使用情况至关重要。在MAT中,支配树是一个层次结构,展示了堆中所有对象之间的支配关系。树的根节点是支配堆中最多对象的对象。通过支配树,可以快速识别哪些对象占用了大量内存,并了解它们与其他对象的关系。

image.gif

支配树中的两个关键概念:浅堆(Shallow Heap)和深堆(Retained Heap)。

  • 浅堆:这是支配树中每个节点所代表的对象本身占用的内存空间。它不包括该对象引用的其他对象所占用的内存。通过查看浅堆的大小,可以快速识别哪些对象占用了大量的内存空间。
  • 深堆:也称为保留集或Retained Heap。它表示被某个对象支配的所有对象的总内存大小。换句话说,深堆的大小表示如果一个对象被回收,它能释放的内存空间大小。通过分析深堆,可以估算出如果释放某些对象,可以回收多少内存空间,这对于优化内存管理和减少内存泄漏非常有价值。

image.gif

MAT通过提供支配树这一功能,帮助开发者深入了解对象间的支配关系和内存使用情况。通过分析浅堆和深堆,开发者可以更好地理解内存占用情况,识别潜在的内存泄漏,并优化内存管理。


总结

JVM是Java程序的运行环境,负责字节码解释、内存管理、安全保障、多线程支持、性能监控和跨平台运行。本文主要介绍了诊断内存溢出的原因、MAT内存泄漏检测的原理等内容,希望对大家有所帮助。

相关文章
|
2月前
|
监控 算法 Java
Java内存管理:垃圾收集器的工作原理与调优实践
在Java的世界里,内存管理是一块神秘的领域。它像是一位默默无闻的守护者,确保程序顺畅运行而不被无用对象所困扰。本文将带你一探究竟,了解垃圾收集器如何在后台无声地工作,以及如何通过调优来提升系统性能。让我们一起走进Java内存管理的迷宫,寻找提高应用性能的秘诀。
|
2月前
|
Java Docker 索引
记录一次索引未建立、继而引发一系列的问题、包含索引创建失败、虚拟机中JVM虚拟机内存满的情况
这篇文章记录了作者在分布式微服务项目中遇到的一系列问题,起因是商品服务检索接口测试失败,原因是Elasticsearch索引未找到。文章详细描述了解决过程中遇到的几个关键问题:分词器的安装、Elasticsearch内存溢出的处理,以及最终成功创建`gulimall_product`索引的步骤。作者还分享了使用Postman测试接口的经历,并强调了问题解决过程中遇到的挑战和所花费的时间。
|
6天前
|
存储 算法 Java
深入解析 Java 虚拟机:内存区域、类加载与垃圾回收机制
本文介绍了 JVM 的内存区域划分、类加载过程及垃圾回收机制。内存区域包括程序计数器、堆、栈和元数据区,每个区域存储不同类型的数据。类加载过程涉及加载、验证、准备、解析和初始化五个步骤。垃圾回收机制主要在堆内存进行,通过可达性分析识别垃圾对象,并采用标记-清除、复制和标记-整理等算法进行回收。此外,还介绍了 CMS 和 G1 等垃圾回收器的特点。
19 0
深入解析 Java 虚拟机:内存区域、类加载与垃圾回收机制
|
14天前
|
监控 算法 Java
深入理解Java中的垃圾回收机制在Java编程中,垃圾回收(Garbage Collection, GC)是一个核心概念,它自动管理内存,帮助开发者避免内存泄漏和溢出问题。本文将探讨Java中的垃圾回收机制,包括其基本原理、不同类型的垃圾收集器以及如何调优垃圾回收性能。通过深入浅出的方式,让读者对Java的垃圾回收有一个全面的认识。
本文详细介绍了Java中的垃圾回收机制,从基本原理到不同类型垃圾收集器的工作原理,再到实际调优策略。通过通俗易懂的语言和条理清晰的解释,帮助读者更好地理解和应用Java的垃圾回收技术,从而编写出更高效、稳定的Java应用程序。
|
2月前
|
存储 算法 Oracle
不好意思!耽误你的十分钟,JVM内存布局还给你
先赞后看,南哥助你Java进阶一大半在2006年加州旧金山的JavaOne大会上,一个由顶级Java开发者组成的周年性研讨会,公司突然宣布将开放Java的源代码。于是,下一年顶级项目OpenJDK诞生。Java生态发展被打开了新的大门,Java 7的G1垃圾回收器、Java 8的Lambda表达式和流API…大家好,我是南哥。一个Java学习与进阶的领路人,相信对你通关面试、拿下Offer进入心心念念的公司有所帮助。
不好意思!耽误你的十分钟,JVM内存布局还给你
|
2月前
|
存储 算法 Java
JVM自动内存管理之垃圾收集算法
文章概述了JVM内存管理和垃圾收集的基本概念,提供一个关于JVM内存管理和垃圾收集的基础理解框架。
JVM自动内存管理之垃圾收集算法
|
2月前
|
存储 Java 程序员
JVM自动内存管理之运行时内存区
这篇文章详细解释了JVM运行时数据区的各个组成部分及其作用,有助于理解Java程序运行时的内存布局和管理机制。
JVM自动内存管理之运行时内存区
|
2月前
|
存储 安全 Java
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程,JDK、JRE、JVM关系;程序计数器,堆,虚拟机栈,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程是什么,JDK、JRE、JVM的联系与区别;什么是程序计数器,堆,虚拟机栈,栈内存溢出,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程,JDK、JRE、JVM关系;程序计数器,堆,虚拟机栈,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
|
2月前
|
存储 安全 Java
JVM内存结构
这篇文章详细介绍了Java虚拟机(JVM)的内存结构,包括类的加载过程、类加载器的双亲委派机制、沙箱安全机制、程序计数器、Java栈、Java堆、本地方法和本地方法栈等关键组件及其作用。
JVM内存结构
|
2月前
|
缓存 监控 算法
吃透 JVM 诊断方法与工具使用
【8月更文挑战第4天】深入了解并掌握JVM诊断需把握几大要点:1) 熟悉JVM内存模型,如堆、栈及方法区;2) 掌握垃圾回收机制与算法;3) 运用工具如`jps`(查看Java进程)、`jstat`(监控运行状态)、`jmap`(生成堆快照)、`jhat`(分析堆快照)、`jstack`(检查线程栈); 4) 利用专业工具如Eclipse Memory Analyzer分析堆转储文件查找内存泄漏; 5) 动态监控与调整JVM参数; 6) 结合日志分析性能瓶颈。通过实战案例加深理解,有效应对JVM性能问题。