文章目录
- 一、内存调优
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- 1、什么是内存泄漏
- 2、监控Java内存的常用工具
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- [（1） Top命令](#（1） Top命令)
- （2）VisualVM
- （3）Arthas
- [（4）Prometheus + Grafana](#（4）Prometheus + Grafana)
- （5）MAT
- 3、内存泄漏的常见场景
- 4、内存泄漏产生的原因及解决方案
- 二、GC调优
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- 1、如何分析GC日志
- [2、解决生产环境由于频繁Full GC导致的系统假死问题](#2、解决生产环境由于频繁Full GC导致的系统假死问题)
- 三、性能调优
- 参考：
一、内存调优
1、什么是内存泄漏
- 在Java中如果不在使用一个对象，但是该对象依然在GC ROOT的引用链上，这个对象就不会被垃圾回收器回收，这种情况就称为内存泄漏。
- 内存溢出绝大多数情况都是由堆内存泄漏引起的，所以后续没有特别说明则讨论的都是堆内存泄漏。但是产生内存溢出并不是只有内存泄漏这一种原因。
2、监控Java内存的常用工具
（1） Top命令
- top命令是linux下用来查看系统信息的一个命令，它提供给我们去实时地去查看系统的资源，比如执行时的进程、线程和系统参数等信息。
- 进程使用的内存为RES（常驻内存）、SHR（共享内存）。
只能查看最基础的进程信息，无法查看每个部分的内存占用（堆、方法区、堆外）。
（2）VisualVM
- VisualVm是多功能合一的Java故障排除工具并且它是一款可视化工具，整合了命令行JDK工具和轻量化分析功能，功能非常强大。
- 这款软件在Oracle JDK 6~8中发布，但是在Oracle JDK 9之后不在 JDK安装目录下需要单独下载，下载地址：https://visualvm.gthub.io/
（3）Arthas
Arthas是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行判断，包括查看方法调用出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上排查问题效率。
- 使用arthas tunnel管理所有的需要监控的程序。
（4）Prometheus + Grafana
Prometheus + Grafana是企业中运维常用的监控方案，其中Prometheus用来采集系统或者应用的相关数据，同时具备告警功能。Grafana可以将Prometheus采集到的数据以可视化的方式展示。
优点：
- 支持系统级别和应用级别的监控，比如linux操作系统、Redis、MySQL、Java进程。
- 支持告警并允许自定义告警指标，通过邮件、短信等方式尽早通知相关人员进行处理。
缺点：
- 环境搭建较为复杂，一般有运维人员完成。
（5）MAT
- 当堆内存溢出时，需要在堆内存溢出时将整个堆内存保存下来，生成内存快照（Heap Profile）文件。
- 使用MAT打开hprof文件，并选择内存泄漏检测功能，MAT会自行根据内存快照中保存的数据分析内存泄漏的根源。
- 当堆内存溢出时，需要在堆内存溢出时将整个堆内存保存下来，生成内存快照（Heap Profile）文件。
- 生成内存快照的Java虚拟机参数：
- -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError， 发生OutOfMemoryError错误时，自动生成hprof内存快照文件。
- -XX:HeapDumpPath= ：指定hprof文件的输出路径。
- 使用MAT打开hprof文件，并选择内存泄漏检测功能，MAT会自行根据内存快照中保存的数据分析内存泄漏的根源。
3、内存泄漏的常见场景
- 内存泄漏导致溢出的常见场景是大型的Java后端应用中，在处理用户的请求后，没有及时将用户的数据删除。随着用户的请求数量越来越多，内存泄漏的对象占满了堆内存最终导致内存溢出。
- 这种产生的内存溢出会直接导致用户请求无法处理，影响用户的正常使用。重启可以恢复应用的使用，但是在运行一段时间之后依然会出现内存溢出。
4、内存泄漏产生的原因及解决方案
（1）代码中的内存泄漏
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equals()和hashCode()
- 不正确的equals和hashCode实现导致内存泄漏。在定义新类时没有重写正确的equals和hashCode方法，在使用HashMap的场景下，如果使用这个类对象作为key，HashMap在判断key是否已经存在时会使用这些方法，如果重写方式不正确，会导致相同的数据被保存多份。
- 异常情况 ：
- hashCode方法实现不正确，会导致相同id的学生对象计算出来的hash值不同，可能被分到不同的槽中。
- equals方法实现不正确，会导致key在比对时，即便hashCode相同也被认为是不同的key。
- 解决方案 ：
- 在定义新实体时，始终重写equals和hashCode方法。
- 重写时一定要确定使用了唯一标识去区分不同的对象，比如用户的id等。
- hashmap使用时尽量使用编号id等数据作为key，不要将整个实体类对象作为key存放。
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内部类引用外部类
- 非静态的内部类和匿名内部类的错误使用导致内存泄漏。
- 问题 ：
- 非静态的内部类默认会持有外部类，尽管代码上不在使用外部了，所以如果有地方引用了这个非静态内部类，会导致外部类也别引用，垃圾回收时无法回收这个外部类。
- 匿名内部类对象如果在非静态方法中被创建，会持有调用者对象，垃圾回收时无法回收调用者。
- 解决方案 ：
- 第一个案例：使用内部类的原因是可以直接获取到外部类中的成员变量值，简化开发。如果不想持有外部类对象，应该使用静态内部类。
- 第二个案例：使用静态方法，可以避免匿名内部类持有调用者对象。
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ThreadLocal的使用
- 由于线程池中的线程不被回收导致的ThreadLocal内存泄漏。
- 问题：
- 如果仅仅使用手动创建线程，就算没有调用ThreadLocal的remove方法清理数据，也不会产生内存泄漏。因为当前线程被回收时，ThreadLocal也同样被回收。但是如果使用线程池就不一定。
- 解决方案 ：
- 线程池执行完，一定要调用ThreadLocal中的remove方法清理对象。
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String的intern方法
- 由于JDK6中的字符串常量池位于永久代，intern被大量调用并保存产生的内存泄漏。
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通过静态字段保存对象
- 大量的数据在静态变量中被引用，但是不再使用，成为内存泄漏。
- 问题 ：
- 如果大量的数据在静态变量中被长期引用，数据就不会被释放，如果这些数据不在使用，就成为了内存泄漏。
- 解决方案 ：
- 尽量减少将对象长时间保存在静态变量中，如果不再使用，必须将对象删除（比如在集合中）或者将静态变量设置为null。
- 使用单例模式时，尽量使用懒加载，而不是立即加载。
- Spring的Bean中不要长期存放大对象，如果缓存用于提升性能，尽量设置过期时间定时失效。
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资源没有正常关闭
- 由于资源没有调用close方法正常关闭，导致内存泄漏。
- 问题 ：
- 连接和流这些资源会占用内存，如果使用完之后没有关闭，这部分内存不一定出现内存泄漏（主要看close方法是否有清理作用），但是会导致close方法不被执行。
- 解决方案：
- 为了防止出现这类资源对象泄漏问题，必须在finally块中关闭不再使用的资源。
- 从Java7开始，使用try-with-resources语法可以用于自动关闭资源。
（2）并发请求问题
- 并发请求问题指的是用户通过发送请求向Java应用获取数据，正常情况下Java应用将数据返回之后，这部分数据就可以在内存中被释放掉。
- 并发请求问题指的是用户通过发送请求向Java应用获取数据，正常情况下Java应用将数据返回之后，这部分数据就可以在内存中被释放掉。但是由于用户的并发请求量可能很大，同时处理数据的时间很长，导致大量的数据存在于内存中，最终超过了内存的上限，导致内存溢出。这类问题的处理思路和内存泄漏类似，首先要定位到产生的根源。