實戰項目中Java heap space錯誤的解決

部標GPS通信系統在上線以後，通過不斷調試，終於穩定運行一段時間，後來又遇到了Java heap space錯誤異常！日誌以下：

 

說明系統中有未釋放的對象。如何找出這些未釋放對象以及監控JVM堆內存，優化代碼釋放內存對象呢？還有JVM的垃圾回收機制是如何運做的呢？

首先在系統啓動運行的時候打開記錄GC詳細信息，運行腳本以下：

 看看GC詳細日誌，當GC到13400屢次的時候新生代和老生代的堆內存幾乎用滿了，頻繁觸發Full GC (Ergonomics) ，直到沒有內存空間給新生對象了。因此JVM拋出了內存溢出錯誤！進而致使程序崩潰。

 

首先簡單瞭解下JVM垃圾回收機制：

從上圖能夠看出 GC 的主要收集區域，包括 PSYoungGen（年輕代）、ParOldGen（老年代）、Metaspace（元數據區）。

新生代：新建立的對象都是用新生代分配內存，Eden空間不足時，觸發Minor GC，這時會把存活的對象轉移進幸存者Survivor區。
老年代：老年代用於存放通過屢次Minor GC以後依然存活的對象。

新生代的GC（Minor GC）：新生代一般存活時間較短基於Copying算法進行回收，所謂Copying算法就是掃描出存活的對象，並複製到一塊新的徹底未使用的空間中，對應於新生代，就是在Eden和FromSpace或ToSpace之間copy。

新生代採用空閒指針的方式來控制GC觸發，指針保持最後一個分配的對象在新生代區間的位置，當有新的對象要分配內存時，用於檢查空間是否足夠，不夠就觸發GC。當連續分配對象時，對象會逐漸從Eden到Survivor，最後到老年代。

老年代的GC（Major GC/Full GC）：老年代與新生代不一樣，老年代對象存活的時間比較長、比較穩定，所以採用標記(Mark)算法來進行回收，所謂標記就是掃描出存活的對象，而後再進行回收未被標記的對象，

回收後對用空出的空間要麼進行合併、要麼標記出來便於下次進行分配，總之目的就是要減小內存碎片帶來的效率損耗。

附上堆結構圖：

 

至此，在已經嘗試了將Java虛擬機中Xms（初始堆大小-2G）和Xmx（最大堆大小-4G）參數調大以後也無果，只能從代碼入手， 對象一直堆積於老年代未被釋放，應該是代碼中對象未被釋放。

爲了找出代碼中未被釋放的對象，這裏運用到了內存監控工具jconsole和內存堆對象統計工具jmap。

jconsole.exe位於bin目錄下，用法也挺簡單的，用於調優後的監控還不錯，這裏留個圖不作介紹了

 

這裏運用jmap（jdk自帶的jvm內存分析的工具），將程序堆對象統計出來的結果以下：

發現到代碼問題：應該是解析協議的時候CanDataItem對象不斷被new出來，使用完了之後並未被GC回收留在老生代，

 找到CanDataItem使用完成的地方作了以下修改：

修改代碼再將T808Message等類用完了的地方作了釋放，以後終於解決了問題！修改代碼之後再次使用jmap統計以下，正常了！

附 - jmap輸出中class name非自定義類的說明：

BaseType Character	Type	Interpretation
B	byte	signed byte
C	char	Unicode character
D	double	double-precision floating-point value
F	float	single-precision floating-point value
I	int	integer
J	long	long integer
L;	reference	an instance of class
S	short	signed short
Z	boolean	true or false
[	reference	one array dimension，[I表示int[]

 

總結致使java.lang.OutOfMemoryError異常的常見緣由有如下幾種：

• 內存中加載的數據量過於龐大，如一次從數據庫取出過多數據；
• 集合類中有對對象的引用，使用完後未清空，使得JVM不能回收；
• 代碼中存在死循環或循環產生過多重複的對象實體-----（本例中）；
• 使用的第三方軟件中的BUG；
• 啓動參數內存值設定的太小；

至此問題總算解決了，一般狀況下，Java開發人員並不須要去關心JVM是如何運行的。即便不理解JVM的工做原理，也不會給開發人員帶來過多困惑。Java程序員更容易忽視基礎技術。

「蚓無爪牙之利，筋骨之強，上食埃土，下飲黃泉，用心一也。蟹六跪而二螯，非蛇蟮之穴無可寄託者，用心躁也」。對於技術人員來講，若是長期忽略自身技術的根基而去一昧地追求高層框架技術，這無疑是捨本求末的作法。

JVM的出現，爲程序員屏蔽了操做系統與硬件的細節，使得程序員從諸如內存管理這樣的繁瑣任務中解放出來。但這不併等同於容許Java程序員放棄對基礎的重視。

事實上，任何平臺的程序員都應當瞭解平臺的基本特性、實現機制以及接口，這是提升自身修養的必經之路。對於Java程序員來講，咱們仍是須要多多瞭解JVM。

瞭解JVM的基本實現機制，不只對於解決實際應用中諸如GC等虛擬機問題時有直接幫助，還有利於咱們更好地理解語言自己。

 

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