troubleshoot之:使用JFR解決記憶體洩露
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簡介
雖然java有自動化的GC，但是還會有記憶體洩露的情況。當然java中的記憶體洩露跟C++中的洩露不同。
在C++中所有被分配的記憶體物件都需要要程式設計師手動釋放。但是在java中並不需要這個過程，一切都是由GC來自動完成的。那麼是不是java中就沒有記憶體洩露了呢？
要回答這個問題我們首先需要界定一下什麼是記憶體洩露。如果說有時候我們不再使用的物件卻不能被GC釋放的話，那麼就可以說發生了記憶體洩露。
記憶體洩露的主要原因就是java中的物件生命週期有長有短。如果長生命週期的物件引用了短生命週期的物件，就有可能造成事實上的記憶體洩露。
一個記憶體洩露的例子
我們舉一個記憶體洩露的例子，先定義一個大物件：
public class KeyObject {
List<String> list = new ArrayList<>(200);
}
然後使用它：
public class TestMemoryLeak { public static HashSet<Object> hashSet= new HashSet(); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { boolean flag= true; while(flag){ KeyObject keyObject= new KeyObject(); hashSet.add(keyObject); keyObject=null; Thread.sleep(1); } System.out.println(hashSet.remove(new KeyObject())); } }
在這個例子中，我們將new出來的KeyObject物件放進HashSet中。
然後將keyObject置為空。
但是因為類變數hashSet還保留著對keyObject的引用，所以keyObject物件並不會被回收。
注意，最後一行我們加了一個hashSet.remove的程式碼，來使用類變數hashSet。
為什麼要這樣做呢？這樣做是為了防止JIT對程式碼進行優化，從而影響我們對記憶體洩露的分析。
使用JFR和JMC來分析記憶體洩露
Flight Recorder(JFR)主要用來記錄JVM的事件，我們可以從這些事件中分析出記憶體洩露。
可以通過下面的指令來開啟JFR：
java -XX:StartFlightRecording
當然我們也可以使用java神器jcmd來開啟JFR：
jcmd pid JFR.dump filename=recording.jfr path-to-gc-roots=true
這裡我們使用JMC來圖形化分析一下上面的例子。
開啟JMC，找到我們的測試程式，開啟飛行記錄器。
可以看到我們的物件在飛行記錄器期間分配了4MB的記憶體，然後看到整體的記憶體使用量是穩步上升的。
我們什麼時候知道會有記憶體洩露呢？最簡單的肯定就是OutOfMemoryErrors，但是有些很隱蔽的記憶體洩露會導致記憶體使用緩步上漲，這時候就需要我們進行細緻的分析。
通過分析，我們看到記憶體使用在穩步上漲，這其實是很可疑的。
接下來我們通過JVM的OldObjectSample事件來分析一下。
OldObjectSample
OldObjectSample就是對生命週期比較長的物件進行取樣，我們可以通過研究這些物件，來檢查潛在的記憶體洩露。
這裡我們關注一下事件瀏覽器中的Old Object Sample事件，我們可以在左下方看到事件的詳情。
或者你可以使用jfr命令直接將感興趣的事件解析輸出：
jfr print --events OldObjectSample flight_recording_1401comflydeanTestMemoryLeak89268.jfr > /tmp/jfrevent.log
我們看一個具體的輸出Sample：
jdk.OldObjectSample {
startTime = 19:53:25.607
allocationTime = 19:50:51.924
objectAge = 2 m 34 s
lastKnownHeapUsage = 3.5 MB
object = [
java.lang.Object[200]
]
arrayElements = 200
root = N/A
eventThread = "main" (javaThreadId = 1)
stackTrace = [
java.util.ArrayList.<init>(int) line: 156
com.flydean.KeyObject.<init>() line: 11
com.flydean.TestMemoryLeak.main(String[]) line: 17
]
}
lastKnownHeapUsage是heap的使用大小，從日誌中我們可以看到這個值是一直在增加的。
allocationTime表示的是這個物件分配的時間。
startTime表示的是這個物件被dump的時間。
object表示的是分配的物件。
stackTrace表示的是這個物件被分配的stack資訊。
注意，如果需要展示stackTrace資訊，需要開啟-XX:StartFlightRecording:settings=profile選項。
從上面的日誌我們可以分析得出，main方法中的第17行，也就是 KeyObject keyObject= new KeyObject(); 在不斷的建立新的物件。
從而我們可以進行更深層次的分析，最終找到記憶體洩露的原因。
總結
本文通過JFR和JMC的使用，介紹瞭如何分析記憶體洩露。希望大家能夠喜歡。
本文作者：flydean程式那些事
本文連結：http://www.flydean.com/jvm-diagnostic-memory-leak/
本文來源：flydean的部落格
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