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记一次尴尬的Java应用内存泄露排查

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Java

这星期被线上JVM内存占用不断增大的问题所困扰,自己提出了一些假设,然后去实施验证都一一失败了,有一些经验和教训在这里分享下.
之所以是尴尬,是最后因为修复了另一个看似不相关的问题导致内存不再上升,但这之间的关系还未明了,还需要继续追踪.
这里讲述一下这次排查的过程.

直接内存的错误判断

服务器的JVM配置为Xmx3g,使用G1,没有设置Xms考虑自然收缩和fgc之后的空间回拢.
没有发生过fgc,且堆内存的增长正常,排除掉堆内存的问题.
使用NMT查看各个区域的内存正常,committed内存不足4G,但实际情况内存占用不断增大,甚至出现了OOM killer杀掉java进程.

Total: reserved=5037MB, committed=3926MB
-                 Java Heap (reserved=3072MB, committed=3072MB)
                            (mmap: reserved=3072MB, committed=3072MB)-                     Class (reserved=1196MB, committed=192MB)
                            (classes #29793)
                            (malloc=6MB #86203)
                            (mmap: reserved=1190MB, committed=186MB)-                    Thread (reserved=186MB, committed=186MB)
                            (thread #184)
                            (stack: reserved=184MB, committed=184MB)
                            (malloc=1MB #922)
                            (arena=1MB #366)-                      Code (reserved=273MB, committed=171MB)
                            (malloc=29MB #39947)
                            (mmap: reserved=244MB, committed=142MB)-                        GC (reserved=176MB, committed=176MB)
                            (malloc=30MB #114115)
                            (mmap: reserved=146MB, committed=146MB)-                  Compiler (reserved=1MB, committed=1MB)-                  Internal (reserved=88MB, committed=88MB)
                            (malloc=88MB #83467)-                    Symbol (reserved=31MB, committed=31MB)
                            (malloc=27MB #312661)
                            (arena=4MB #1)-    Native Memory Tracking (reserved=10MB, committed=10MB)
                            (tracking overhead=10MB)-                   Unknown (reserved=6MB, committed=0MB)
                            (mmap: reserved=6MB, committed=0MB)

内存增长情况(中间下降是进行fgc或重启服务)

最开始考虑是直接内存的问题,观察GC行为发现没有发生过一次fgc,想当然觉得应该是直接内存无法回收,并且在手动执行gc之后内存占用的确是下降的.
于是调整了一波JVM参数,将堆大小设置为2500M,并配置MaxDirectMemory用来触发fgc.
但最后发现内存依旧增长,且还是没有fgc.
再观察了下heap(jmap -heap)的情况,发现手工触发fgc后,heap释放的大小和内存下降几乎一致.
在使用JMX查看了direct pool(java.nio.BufferPool)后惊奇地发现..直接内存并没有多少使用(我们底层用了netty,下意识认为出了问题):

图中所示最大只用了4M左右.

最后设置了Xms之后发现fgc已经没有作用,内存的使用量不会再下降,排除掉了这个因素.
这个错误的判断最主要的原因还是先入为主,没有收集支撑的直接证据.

stack中的间隙

接下去只能使用pmap(pamp -X pid)看下具体的内存信息.

发现了一些有趣的东西,大量的64M块.
直觉告诉我,快找出问题了.
搜索了下发现类似的问题:

解决方法也很直接换一个分配内存的库.
可选的也只有tcmalloc和jemalloc.

选择了前者,配置之后效果出众.
已经没有上图中那么多的64M块了.
并且启动后的内存使用是掉了下来,但是好景不长.

(蓝线是使用了tcmalloc,红线是对比方)
刚开始的确蓝线内存使用好一点(红线在20:00的时候重启内存降低了).
但随后还是增长了,比较迷的一点是在8点后内存陡降(但JVM没有重启,PID也没有变化),恢复到了最初的水平.

看来问题不在这里.

看似没有关联的问题

周常部署的时候出现一个问题,导致heap OOM,我跟了下发现了一段代码内存溢出,但看似和这个堆外内存引起的问题没有关联就没怎么在意.

第二天同事修复了这个问题,迁移走了这个接口到另一个服务.
tcmalloc的heap profiling无法使用,一开启libunwind就segment fault退出,换成jemalloc后开启.
还在想是不是常见的那个zip溢出的问题,但是搜索了代码库没有发现忘记关闭的情况,等着看下增长和dump验证下.
观察了一会儿,突然发现内存不再增长了.

(蓝线是之前一直留着的机器,中间降低是进行了重启)
非常平稳地度过了一天.