實戰Java虛擬機器之一“堆溢出處理”

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從今天開始，我會發5個關於java虛擬機器的小系列：

• 實戰Java虛擬機器之一“堆溢出處理”
• 實戰Java虛擬機器之二“虛擬機器的工作模式”
• 實戰Java虛擬機器之三“G1的新生代GC”
• 實戰Java虛擬機器之四“禁用System.gc()”
• 實戰Java虛擬機器之五“開啟JIT編譯”

下面說說【實戰Java虛擬機器之一“堆溢出處理”】

在Java程式的運行過程中，如果堆空間不足，則有可能拋出記憶體溢出錯誤（Out Of Memory），簡稱為OOM。如下文字顯示了典型的堆記憶體溢出：

Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat 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。如果發生在生產環境，可能會引起嚴重的業務中斷。為了能夠不斷改善系統，避免或減少這類錯誤的發生，需要在發生錯誤時，獲得儘可能多的現場資訊，以協助研發人員排查現場問題。Java虛擬機器提供了參數-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，使用該參數，可以在記憶體溢出時匯出整個堆資訊。和它配合使用的還有-XX:HeapDumpPath，可以指定匯出堆的存放路徑。

【樣本3-4】以下代碼合計分配了25M記憶體空間。

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]); }}

使用如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記憶體，系統比如發生記憶體溢出，在發生錯誤後，控制台輸出如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceDumping heap to d:/a.dump …Heap dump file created [23067302 bytes in 0.160 secs]Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat geym.zbase.ch3.heap.DumpOOM.main(DumpOOM.java:19)

可以看到，虛擬機器將當前的堆匯出，並儲存到D:/a.dump檔案下。使用MAT等工具開啟該檔案進行分析，，可以很容易地找到這些byte數組和儲存它們的Vector對象執行個體。有關MAT等工具的使用，可以參閱《實戰Java虛擬機器-jvm故障診斷與效能最佳化》第7章。

除了在發生OOM時可以匯出堆資訊外，虛擬機器還允許在發生錯誤時執行一個指令檔。該檔案可以用於奔潰程式的自救、警示或者通知，也可以協助開發人員獲得更多的系統資訊，如完整的線程轉存（即Thread Dump或者Core Dump）檔案。

這裡給出一個在發生OOM時匯出線程轉存的例子。準備printstack.bat指令碼如下：

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

以上指令碼將會匯出給定Java虛擬機器進程的線程資訊，並儲存在D:/a.txt檔案中。

使用如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

在程式異常退出時，系統D盤下會產生新檔案a.txt，裡面儲存著線程轉存資訊。本例中，檔案路徑“D:/tools/jdk1.7_40”為筆者的JDK按照目錄，讀者可以替換成自己的JAVA_HOME目錄，進行嘗試。

實戰Java虛擬機器之一“堆溢出處理”