JAVA进程占用高内存原因分析与优化方法_为什么java服务器内存只会越来越高

作者：你好赵伟 | 2024-05-24 05:50:27

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为什么java服务器内存只会越来越高

首先看一下一个java进程的jmap输出：

代码如下

[lex@chou ~]$ jmap -heap 837
Attaching to process ID 837, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 20.10-b01

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 2 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio = 40
   MaxHeapFreeRatio = 70
   MaxHeapSize      = 4294967296 (4096.0MB)
   NewSize          = 1310720 (1.25MB)
   MaxNewSize       = 17592186044415 MB
   OldSize          = 5439488 (5.1875MB)
   NewRatio         = 2
   SurvivorRatio    = 8
   PermSize         = 21757952 (20.75MB)
   MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 41025536 (39.125MB)
   used     = 18413552 (17.560531616210938MB)
   free     = 22611984 (21.564468383789062MB)
   44.883147900858624% used
From Space:
   capacity = 4325376 (4.125MB)
   used     = 3702784 (3.53125MB)
   free     = 622592 (0.59375MB)
   85.60606060606061% used
To Space:
   capacity = 4521984 (4.3125MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 4521984 (4.3125MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 539820032 (514.8125MB)
   used     = 108786168 (103.74657440185547MB)
   free     = 431033864 (411.06592559814453MB)
   20.152302906758376% used
PS Perm Generation
   capacity = 85983232 (82.0MB)
   used     = 60770232 (57.95500946044922MB)
   free     = 25213000 (24.04499053955078MB)
   70.67684080542588% used

　　然后再用ps看看：

代码如下
[lex@chou ~]$ ps -p 837 -o vsz,rss VSZ RSS 7794992 3047320

　　关于这里的几个generation网上资料一大把就不细说了，这里算一下求和可以得知前者总共给Java环境分配了644M的内存，而ps输出的VSZ和RSS分别是7.4G和2.9G，这到底是怎么回事呢?

　　前面jmap输出的内容里，MaxHeapSize 是在命令行上配的，-Xmx4096m，这个java程序可以用到的最大堆内存。

　　VSZ是指已分配的线性空间大小，这个大小通常并不等于程序实际用到的内存大小，产生这个的可能性很多，比如内存映射，共享的动态库，或者向系统申请了更多的堆，都会扩展线性空间大小，要查看一个进程有哪些内存映射，可以使用 pmap 命令来查看：

代码如下

[lex@chou ~]$ pmap -x 837
837:   java
Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode   Mapping
0000000040000000      36       4       0 r-x-- java
0000000040108000       8       8       8 rwx-- java
00000000418c9000   13676   13676   13676 rwx--    [ anon ]
00000006fae00000   83968   83968   83968 rwx--    [ anon ]
0000000700000000 527168 451636 451636 rwx--    [ anon ]
00000007202d0000 127040       0       0 -----    [ anon ]
...
...
00007f55ee124000       4       4       0 r-xs- az.png
00007fff017ff000       4       4       0 r-x--    [ anon ]
ffffffffff600000       4       0       0 r-x--    [ anon ]
---------------- ------ ------ ------
total kB         7796020 3037264 3023928

　　这里可以看到很多anon，这些表示这块内存是由mmap分配的。

　　RSZ是Resident Set Size，常驻内存大小，即进程实际占用的物理内存大小，在现在这个例子当中，RSZ和实际堆内存占用差了2.3G，这2.3G的内存组成分别为：

　　JVM本身需要的内存，包括其加载的第三方库以及这些库分配的内存

　　NIO的DirectBuffer是分配的native memory

　　内存映射文件，包括JVM加载的一些JAR和第三方库，以及程序内部用到的。上面 pmap 输出的内容里，有一些静态文件所占用的大小不在Java的heap里，因此作为一个Web服务器，赶紧把静态文件从这个Web服务器中人移开吧，放到nginx或者CDN里去吧。

　　JIT， JVM会将Class编译成native代码，这些内存也不会少，如果使用了Spring的AOP，CGLIB会生成更多的类，JIT的内存开销也会随之变大，而且Class本身JVM的GC会将其放到Perm Generation里去，很难被回收掉，面对这种情况，应该让JVM使用ConcurrentMarkSweep GC，并启用这个GC的相关参数允许将不使用的class从Perm Generation中移除，参数配置： -XX:+UseConcMarkSweepGC -X:+CMSPermGenSweepingEnabled -X:+CMSClassUnloadingEnabled，如果不需要移除而Perm Generation空间不够，可以加大一点： -X:PermSize=256M -X:MaxPermSize=512M

　　JNI，一些JNI接口调用的native库也会分配一些内存，如果遇到JNI库的内存泄露，可以使用valgrind等内存泄露工具来检测

　　线程栈，每个线程都会有自己的栈空间，如果线程一多，这个的开销就很明显了

　　jmap/jstack 采样，频繁的采样也会增加内存占用，如果你有服务器健康监控，记得这个频率别太高，否则健康监控变成致病监控了。

　　关于JVM的几个GC堆和GC的情况，可以用jstat来监控，例如监控进程837每隔1000毫秒刷新一次，输出20次：

代码如下
[lex@chou ~]$ jstat -gcutil 837 1000 20 S0 S1 E O P YGC YGCT FGC FGCT GCT 0.00 80.43 24.62 87.44 98.29 7101 119.652 40 19.719 139.371 0.00 80.43 33.14 87.44 98.29 7101 119.652 40 19.719 139.371

　　几个字段分别含义如下：

　　年轻代中第一个survivor(幸存区)已使用的占当前容量百分比

　　年轻代中第二个survivor(幸存区)已使用的占当前容量百分比

　　年轻代中Eden(伊甸园)已使用的占当前容量百分比

　　old代已使用的占当前容量百分比

　　perm代已使用的占当前容量百分比

　　YGC

　　从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数

　　YGCT

　　从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)

　　FGC

　　从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数

　　FGCT

　　从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)

　　GCT

　　从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

　　结论

　　因此如果正常情况下jmap输出的内存占用远小于 RSZ，可以不用太担心，除非发生一些严重错误，比如PermGen空间满了导致OutOfMemoryError发生，或者RSZ太高导致引起系统公愤被OOM Killer给干掉，就得注意了，该加内存加内存，没钱买内存加交换空间，或者按上面列的组成部分逐一排除。

　　这几个内存指标之间的关系是：VSZ >> RSZ >> Java程序实际使用的堆大小

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