监控 JVM 的非堆内存使用情况

Question

由于堆或永久代大小配置问题，我们通常会处理 OutOfMemoryError 问题。

但是所有的 JVM 内存都不是永久代或堆。 据我了解，它也可以与线程/堆栈、原生 JVM 代码有关...

但是使用 pmap 我可以看到进程分配了 9.3G，即 3.3G 的堆外内存使用量。

我想知道监视和调整这种额外的堆外内存消耗的可能性有哪些。

我不使用直接堆外内存访问（MaxDirectMemorySize 默认为 64m）

Context: Load testing
Application: Solr/Lucene server
OS: Ubuntu
Thread count: 700
Virtualization: vSphere (run by us, no external hosting)

虚拟机

java version "1.7.0_09"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_09-b05)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 23.5-b02, mixed mode)

调谐

-Xms=6g
-Xms=6g
-XX:MaxPermSize=128m

-XX:-UseGCOverheadLimit
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+UseParNewGC
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

-XX:+OptimizeStringConcat
-XX:+UseCompressedStrings 
-XX:+UseStringCache 

内存映射：

https://gist.github.com/slorber/5629214

虚拟机

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa
 1  0   1743    381      4   1150    1    1    60    92    2    0  1  0 99  0

自由

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          7986       7605        381          0          4       1150
-/+ buffers/cache:       6449       1536
Swap:         4091       1743       2348

最佳

top - 11:15:49 up 42 days,  1:34,  2 users,  load average: 1.44, 2.11, 2.46
Tasks: 104 total,   1 running, 103 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.5%us,  0.2%sy,  0.0%ni, 98.9%id,  0.4%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:   8178412k total,  7773356k used,   405056k free,     4200k buffers
Swap:  4190204k total,  1796368k used,  2393836k free,  1179380k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                                                                                 
17833 jmxtrans  20   0 2458m 145m 2488 S    1  1.8 206:56.06 java                                                                                                                                    
 1237 logstash  20   0 2503m 142m 2468 S    1  1.8 354:23.19 java                                                                                                                                    
11348 tomcat    20   0 9184m 5.6g 2808 S    1 71.3 642:25.41 java                                                                                                                                    
    1 root      20   0 24324 1188  656 S    0  0.0   0:01.52 init                                                                                                                                    
    2 root      20   0     0    0    0 S    0  0.0   0:00.26 kthreadd             
...

df -> tmpfs

Filesystem                1K-blocks     Used Available Use% Mounted on
tmpfs                       1635684      272   1635412   1% /run

---

我们面临的主要问题：

• 服务器有8G物理内存
• Solr的堆只需要6G
• 有1.5G的swap
• 交换度=0
• 堆消耗似乎适当调整
• 在服务器上运行：只有 Solr 和一些监控的东西
• 我们有正确的平均响应时间
• 我们有时会出现异常长的停顿，长达 20 秒

我想暂停可能是交换堆上的完整 GC，对吗？

为什么会有这么多的交换？

我什至不知道这是否是使服务器交换的 JVM，或者它是否是我看不到的隐藏内容。 也许操作系统页面缓存？ 但不确定为什么操作系统会在创建交换时创建页面缓存条目。

我正在考虑测试在一些流行的基于 Java 的存储/NoSQL（如 ElasticSearch、Voldemort 或 Cassandra）中使用的mlockall技巧：检查Make JVM/Solr not swap, using mlockall

---

编辑：

在这里您可以看到最大堆、已使用的堆（蓝色）、已使用的交换（红色）。 好像有点关系。

我可以通过 Graphite 看到有许多 ParNew GC 定期发生。 并且有一些CMS GC对应于图片的堆显着减少。

暂停似乎与堆减少无关，但在 10:00 和 11:30 之间有规律地分布，所以我猜它可能与 ParNew GC 有关。

在负载测试期间，我可以看到一些磁盘活动和一些交换 IO 活动，这在测试结束时非常平静。

Answer 1

您的堆实际上使用了 6.5 GB 的虚拟内存（这可能包括 perm gen）

您有一堆使用 64 MB 堆栈的线程。 不清楚为什么有些人使用默认的 1 MB。

总共是 930 万 KB 的虚拟内存。 我只会担心居民的大小。

尝试使用top来查找进程的常驻大小。

你可能会发现这个程序很有用

    BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("C:/dev/gistfile1.txt"));
    long total = 0;
    for(String line; (line = br.readLine())!= null;) {
        String[] parts = line.split("[- ]");
        long start = new BigInteger(parts[0], 16).longValue();
        long end = new BigInteger(parts[1], 16).longValue();
        long size = end - start + 1;
        if (size > 1000000)
            System.out.printf("%,d : %s%n", size, line);
        total += size;
    }
    System.out.println("total: " + total/1024);

---

除非你有一个使用内存的 JNI 库，否则我猜你有很多线程，每个线程都有自己的堆栈空间。 我会检查您拥有的线程数。 您可以减少每个线程的最大堆栈空间，但更好的选择可能是减少您拥有的线程数。

根据定义，堆外内存是非托管的，因此不容易“调整”。 甚至调优堆也不简单。

64 位 JVM 上的默认堆栈大小为 1024K，因此 700 个线程将使用 700 MB 的虚拟内存。

您不应将虚拟内存大小与常驻内存大小混淆。 64 位应用程序上的虚拟内存几乎是免费的，它只是您应该担心的驻留大小。

在我看来，您总共有 9.3 GB。

• 6.0 GB 堆。
• 128 MB 烫发
• 700 MB 堆栈。
• < 250 个共享库
• 2.2 GB 未知（我怀疑虚拟内存不是常驻内存）

上次有人遇到这个问题时，他们的线程比他们应该的多得多。 我会检查您拥有的最大线程数，因为它是决定虚拟大小的峰值。 例如它是否接近 3000？

---

嗯，这些对中的每一对都是一个线程。

7f0cffddf000-7f0cffedd000 rw-p 00000000 00:00 0 
7f0cffedd000-7f0cffee0000 ---p 00000000 00:00 0

这些表明您现在的线程数略少于 700.....

Answer 2

监控（和部分更改）JVM 实例的运行时参数的一种非常方便的方法是 VisualVM：

• VisualVM 主页
• Oracle VisualVM 文档

聚苯乙烯
（已删除）

PPS 想起前段时间用的另一个工具： Visual GC 。 它直观地向您展示了 JVM 内存管理内部发生的事情，这里有一些屏幕截图。 非常强大，它甚至可以与 VisualVM 中的插件集成（请参阅 VisualVM 主页上的插件部分）。

购买力平价
We sometimes have anormaly long pauses, up to 20 seconds. [...] I guess the pauses could be a full GC on a swapped heap right?
是的，那可能是。 即使在非交换堆上，full GC 也可能导致长时间的停顿。 使用 VisualVM，您可以监控在大约 20 秒的暂停发生时是否发生了完整的 GC。 我建议在另一台主机上运行 VisualVM 并通过显式 JMX将其连接到虚拟服务器上的 JVM 进程，以免因额外负载而伪造测量结果。 您可以让该设置运行数天/数周，从而收集有关该现象的明确信息。

根据当前信息，目前只有这些可能性：

• 观察到的暂停与 full GC 同时发生：JVM 未正确调整。 您可以通过 JVM 参数来缓解这种情况，也可以选择其他 GC 算法/引擎（您是否尝试过CMS 和 G1 GC？有关这种情况如何发生的更多信息，例如此处）
• 观察到的暂停与 JVM 中的完整 GC 不一致：物理虚拟主机可能是原因。 验证您的 SLA（保证物理 RAM 中有多少虚拟 RAM）并联系您的服务提供商，要求监控虚拟服务器。

我应该提到 VisualVM 与 Java 一起提供。 和 JConsole，也随 Java 一起提供，它比 VisualVM 更轻、更紧凑（但没有插件、没有分析等），但提供了类似的概述。

如果目前为 VisualVM/JConsole/VisualGC 设置 JMX 连接过于复杂，您可以使用以下 java 参数： -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:/my/log/path/gclogfile.log . 这些参数将导致 JVM 将每次 GC 运行的条目写入指定的日志文件。 此选项也非常适合长期分析，并且可能是 JVM 开销最少的选项。

在再次（又一次）思考您的问题之后：如果您想知道额外的 3+ GB 来自何处，请查看相关问题。 我个人使用系数 x1.5 作为经验法则。

Answer 3

虽然 Lawrey 先生非常详细地回答了您在哪里以及如何丢失内存，但我相信有一些特定的步骤会很有用（这样做，您将知道您的 Java 内存去哪里了）...

他的回答并没有真正帮助我解决类似的堆外内存使用问题，就我而言，这绝对不是线程问题。

仅使用 30mb 堆并且看起来非常健康的应用程序，无缘无故地消耗了 700% 的堆外。 最终 linux 会杀死它，我不知道为什么，没有堆转储分析对 eclipse 内存分析器有帮助......

帮助我的工具叫做 jxray。 它不是免费的（没有什么好处），但它有一个试用版。

1. 前往https://jxray.com/download并获取该工具
2. 得到一个堆转储（是的，我知道你想要堆内存，但只是这样做）
3. 生成报告./jxray.sh /path/to/dump

它将在您的内存转储旁边创建一个 html 文件报告，该报告必须总结出您的问题在哪里以及您的问题在哪里。

就我而言，它看起来像这样。

然后你可以放大问题，看看它来自哪里。 显然，该工具足够聪明，可以查看直接字节缓冲区的分配大小，以意识到您的应用程序使用的远远超过堆转储中的使用量。

就我而言，我很懒惰并使用 okhttp 进行简单的长轮询 http 请求，这是这个小应用程序的全部目的。 显然它非常非常缓慢地泄漏内存，我的应用程序每隔几周就会死一次。 我摆脱了 okhttp，将 java 升级到 13 并使用本机 http 客户端，现在一切正常，而且我的类路径中少了一个垃圾库。

我还建议在您的健康应用程序中使用它，很确定您会发现一些您不知道的有趣事实）

Answer 4

使用jps和jstat您可以简单地跟踪 Java 程序内存的详细信息。

使用jps命令查找 pid 并使用该 pid 使用jstat $pid获取所需 java 进程的内存详细信息。 如果需要，循环运行它们，您将能够密切监视所需的内存详细信息。

你可以在github上找到这个想法的 bash 实现