實戰Java虛擬機之一「堆溢出處理」

從今天開始，我會發5個關於java虛擬機的小系列：
實戰Java虛擬機之一「堆溢出處理」
[實戰Java虛擬機之二「虛擬機的工做模式」][2]
[實戰Java虛擬機之三「G1的新生代GC」][3]
實戰Java虛擬機之四「禁用System.gc()」
實戰Java虛擬機之五「開啓JIT編譯」

下面說說【實戰Java虛擬機之一「堆溢出處理」】

在Java程序的運行過程當中，若是堆空間不足，則有可能拋出內存溢出錯誤（Out Of Memory），簡稱爲OOM。以下文字顯示了典型的堆內存溢出：

Exception in thread 「main」 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at geym.zbase.ch3.heap.DumpOOM.main(DumpOOM.java:20)

一旦發生這類問題，系統就會被迫退出。若是發生在生產環境，可能會引發嚴重的業務中斷。爲了可以不斷改善系統，避免或減小這類錯誤的發生，須要在發生錯誤時，得到儘量多的現場信息，以幫助研發人員排查現場問題。Java虛擬機提供了參數-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，使用該參數，能夠在內存溢出時導出整個堆信息。和它配合使用的還有-XX:HeapDumpPath，能夠指定導出堆的存放路徑。
【示例3-4】如下代碼合計分配了25M內存空間。

public class DumpOOM {
  public static void main(String[] args) {
    Vector v=new Vector();
   for(int i=0;i<25;i++)
     v.add(new byte[1*1024*1024]);
 }
}

使用以下參數執行上述代碼：

-Xmx20m -Xms5m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump

顯然20M堆空間不足以容納25M內存，系統好比發生內存溢出，在發生錯誤後，控制檯輸出以下：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to d:/a.dump …
Heap dump file created [23067302 bytes in 0.160 secs]
Exception in thread 「main」 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at geym.zbase.ch3.heap.DumpOOM.main(DumpOOM.java:19)

能夠看到，虛擬機將當前的堆導出，並保存到D:/a.dump文件下。使用MAT等工具打開該文件進行分析，如圖所示，能夠很容易地找到這些byte數組和保存它們的Vector對象實例。有關MAT等工具的使用，能夠參閱《實戰Java虛擬機-jvm故障診斷與性能優化》第7章。

除了在發生OOM時能夠導出堆信息外，虛擬機還容許在發生錯誤時執行一個腳本文件。該文件能夠用於奔潰程序的自救、報警或者通知，也能夠幫助開發人員得到更多的系統信息，如完整的線程轉存（即Thread Dump或者Core Dump）文件。

這裏給出一個在發生OOM時導出線程轉存的例子。準備printstack.bat腳本以下：

D:/tools/jdk1.7_40/bin/jstack -F %1 > D:/a.txt

以上腳本將會導出給定Java虛擬機進程的線程信息，並保存在D:/a.txt文件中。
使用以下參數執行上述代碼：

-Xmx20m -Xms5m  「-XX:OnOutOfMemoryError=D:/tools/jdk1.7_40/bin/printstack.bat %p」  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump

在程序異常退出時，系統D盤下會生成新文件a.txt，裏面保存着線程轉存信息。本例中，文件路徑「D:/tools/jdk1.7_40」爲筆者的JDK按照目錄，讀者能夠替換成本身的JAVA_HOME目錄，進行嘗試。

---

節選自