实战排查:Java 解析 Excel 大型 导致内存溢出问题的完整解决过程

问题现象

系统上线运行一段时间后,出现无响应并最终挂掉的情况。查看应用日志,发现明确的内存溢出错误信息:java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

排查过程

步骤一:配置 JVM 参数,捕获内存快照

为了能够复现并分析问题,首先需要配置合适的 JVM 参数,以便在发生内存溢出时自动生成内存快照文件(hprof):

bash 复制代码
# 调小堆内存以便更快复现问题(根据实际情况调整)
-Xms512m -Xmx1024m
# 当发生内存溢出时自动生成堆快照
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
# 指定堆快照文件保存路径
-XX:HeapDumpPath=./heapdump.hprof
# 打印 GC 日志,辅助分析
-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:./gc.log

步骤二:使用 MAT 工具分析内存快照

  1. 启动 MAT 工具,打开生成的 heapdump.hprof 文件
  2. 查看内存占用饼图,直观了解内存分配情况
  3. 查看堆栈跟踪,定位到具体代码位置
    通过上述分析,发现内存主要被 Apache POI 相关的对象占用,进一步跟踪堆栈信息,最终定位到项目中的 ExcelUtils 工具类,确定是 Excel 解析过程导致的内存溢出



直接原因

项目中使用了 Apache POI 的 XSSFWorkbook 类解析 Excel 文件,XSSFWorkbook 采用的是非流式解析模式,会将整个 Excel 文件(包括所有工作表、单元格、公式、样式等)全部加载到内存中,生成完整的对象树。

当处理大型 XLSX 文件(尤其是包含数万行数据或复杂公式的文件)时,这种解析方式会占用大量内存,最终超出 JVM 堆内存限制,触发 OutOfMemoryError: Java heap space。

深层原因:POI 资源未释放导致的引用泄漏

Apache POI 的 XSSFWorkbook/SXSSFWorkbook 对象不仅占用内存,还会持有 InputStream、临时文件句柄等资源,如果未正确释放,会导致严重的内存泄漏:

POI 的 Workbook 实现类通过 finalize() 方法实现资源延迟释放,当 Workbook 对象失去用户引用后,会被加入 Finalizer 队列:
· Finalizer 线程会异步调用 finalize() 方法释放资源
· 这个过程不可控且可能延迟很久,甚至在 OOM 前都未执行
· 在 finalize() 执行前,Workbook 对象会被 Finalizer 队列的引用持有,GC 无法回收

解决方式

1. 使用流式API处理大型Excel
java 复制代码
// 正确示例:使用SXSSFWorkbook流式处理
public List<Data> parseExcel(MultipartFile file) {
    try (InputStream is = file.getInputStream();
         // 使用SXSSFWorkbook,限制内存中保留的行数
         Workbook workbook = new SXSSFWorkbook(WorkbookFactory.create(is), 100)) {
        
        Sheet sheet = workbook.getSheetAt(0);
        List<Data> dataList = new ArrayList<>();
        
        // 流式处理行数据
        for (Row row : sheet) {
            // 解析逻辑...
        }
        
        // SXSSFWorkbook会自动清理临时文件
        return dataList;
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("Excel解析失败", e);
    }
}
2.确保资源正确释放
java 复制代码
// 确保资源释放的正确模式
public List<Data> parseExcelSafely(MultipartFile file) {
    Workbook workbook = null;
    try {
        workbook = WorkbookFactory.create(file.getInputStream());
        // 处理逻辑...
        return processWorkbook(workbook);
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("Excel解析失败", e);
    } finally {
        if (workbook != null) {
            try {
                workbook.close(); // 关闭Workbook
            } catch (IOException e) {
                // 记录关闭异常
                log.error("关闭Workbook失败", e);
            }
        }
    }
}

3.EasyExcel

大幅降低了内存溢出风险:其流式解析机制从根本上解决了 POI 全量加载导致的内存问题

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