JVM中Perm區持續上漲問題

公司一位大牛在微博上的一條，打算消化一下，畢竟從此Perm區的上漲仍是有可能遇到的。「Java應用Perm區一直呈上漲趨勢的緣由能夠用一個簡單的辦法排查，就是用btrace去跟蹤下是什麼地方在調用ClassLoader.defineClass，在大多數狀況下這招都是管用的。」

（1）Perm區存放的啥信息？

        Perm叫作持久代，存放了類的信息、類的靜態變量、類中final類型的變量、類的方法信息，Perm是全局共享的，在必定條件下會被GC掉，方所要承載的數據超過內存區域後，就會出現OOM異常。能夠經過-XX：PermSize和-XX：MaxPermSize來指定這個區域的最小值和最大值。持久代的回收主要包括兩部分，廢棄常量和無用的類，廢棄的常量比較容易判別，沒有任何String類型的對象引用這個就算能夠廢棄的了，可是無用的類判別比較複雜，（該類全部的實例已經被回收，JVM中沒有任何類的實例；加載該類的ClassLoader被回收；該類對應的java.lang.class沒有地方引用）。可使用-verbose:class以及-XX:TraceClassLoading和-XX:TraceClassUnLoading來查看類的加載和卸載狀況。

（2）ClassLoader中的defineClass是幹啥的？

        該方法用於將二進制的字節碼轉換爲Class對象，對於自定義加載類很是重要，若是二進制的字節碼不符合JVM的規範，就會報ClassFormatError，若是生成的類名和二進制中的不符，報NoClassDefFoundError異常，若是加載的class是受保護的，則報SecurityException，若是此類已經在ClassLoader已經加載，會報LinkageError。

 

例子1：運行時常量溢出

向常量池中添加數據，能夠調用String.intern()，這個是native方法，若是常量池中已經存在一個，則返回，不然添加早常量池中。

剛開始的例子以下：

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public  class  PermTest {          public  static  void  main(String[] args) {              int  i =  0 ;              while ( true ){                  String.valueOf(i++).intern();                  System.out.println(i);              }          } }

發現沒有拋出OOM異常，用JConsole查看，（PermSize和MaxPermSize都是10M）在10M的時候曲線又下去了，原來是FullGC把常量池中沒有的引用GC掉了，因此沒有OOM。

增長了一個List，持有這個引用，就不會被GC掉了。

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public  class  PermTest {          public  static  void  main(String[] args) {              List<String> all =  new  ArrayList<String>();              int  i =  0 ;              while ( true ){                  all.add(String.valueOf(i++).intern());              }          } }

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Exception in thread  "main"  java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space      at java.lang.String.intern(Native Method)      at PermTest.main(PermTest.java: 10 )

 

例子2：用cglib產生代理類，不斷的建立類

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import  java.lang.reflect.Method; import  net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import  net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import  net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; public  class  PermTest {      public  static  void  main(String[] args) {          while ( true ){              Enhancer enhancer =  new  Enhancer();              enhancer.setSuperclass(PermTestClass. class );              enhancer.setUseCache( false );              enhancer.setCallback( new  MethodInterceptor() {                  @Override                  public  Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,                          MethodProxy proxy)  throws  Throwable {                      return  proxy.invoke(obj, args);                  }              });              enhancer.create();          }      }      static  class  PermTestClass{      } }

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Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space      at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)      at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java: 631 )      at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java: 615 )      ...  8  more

Btrace的腳本文件以下（查看哪裏調用了defineClass信息）：

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import  static  com.sun.btrace.BTraceUtils.*; import  com.sun.btrace.annotations.*; @BTrace public  class  BtraceAll {      @TLS      private  static  long  beginTime;      @OnMethod (              clazz= "java.lang.ClassLoader" ,              method= "defineClass"      )      public  static  void  traceMethodBegin(){          beginTime = timeMillis();      }      @OnMethod (              clazz= "java.lang.ClassLoader" ,              method= "defineClass" ,              location= @Location (Kind.RETURN)      )      public  static  void  traceMethdReturn(              @Return  String result,              @ProbeClassName  String clazzName,              @ProbeMethodName  String methodName){          println( "===========================================================================" );          println(strcat(strcat(clazzName,  "." ), methodName));          println(strcat( "Time taken : " , str(timeMillis() - beginTime)));          println( "java thread method trace:---------------------------------------------------" );          jstack();          println( "----------------------------------------------------------------------------" );          println(strcat( "Reuslt :" ,str(result)));          println( "============================================================================" );      } }

運行後，發現cglib在建立代理類的時候，確實調用了defineClass方法

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=========================================================================== java.lang.ClassLoader.defineClass Time taken :  79 java thread method trace:--------------------------------------------------- java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java: 615 ) sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source) sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java: 25 ) java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java: 597 ) net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java: 384 ) net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java: 219 ) net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java: 377 ) net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java: 285 ) PermTest.main(PermTest.java: 19 ) ---------------------------------------------------------------------------- Reuslt : class  PermTest$PermTestClass$$EnhancerByCGLIB$$1ed16944_8 ============================================================================

至此，問題場景以及如何排查，清晰了。。。

參考書籍：

一、分佈式java應用基礎

二、深刻理解JVM