java进程内存溢出案例
一. 上节回顾
1. 内存
2. 场景一：磁盘和文件写案例
3. 命令：vmstat
二. 上节的两个问题
问题一：buffer是磁盘读数据还是写数据的缓存？
问题二：cache是对文件读数据的缓存，是不是也会缓存写文件的数据？
问题一分析步骤：
java进程内存溢出，问题定位以及分析(mat)
1. 运行下面的命令，清理缓存，从文件/tmp/file中，读取数据写入空设备
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches dd if=/data/file of=/dev/null
2. 使用vmstat 1查看内存输出
观察vmstat的输出，会发现读取文件时，也就是bi大于0时，buff都是80，没有变化，而cache则在不停增长，可以得出什么结论？
cache是从磁盘读取文件的页缓存，也就是用来缓存从文件读取的数据
问题二分析步骤：
那么磁盘读又是什么情况？
1. 首先清理缓存，从磁盘分区/dev/vda1中读取数据，写入空设备
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches dd if=/dev/sda1 of=/dev/null bs=500M count=1024
2. 使用vmstat 1查看内存输出
观察vmstat的输出，会发现读磁盘时，也就是bi大于0时，buff和cache都在增长，但buff增长快了很多，说明了什么问题？
说明读磁盘时，数据缓存到了buff中
经过上一个场景中的案例分析：可以对比得到这样的结论：
读文件时数据会缓存到cache中，而读磁盘时数据会缓存到buff中
也可以通过案例，了解到：
buff既可以用来将要写入磁盘数据的缓存，也可以用来缓存从磁盘读取数据的缓存
cache既可以用来从文件读取数据的页缓存，也可以用来写文件的页缓存
简单的总结：buff是对磁盘数据的缓存，而cache是对文件数据的缓存，它们既会用在读请求中，也会用在写请求中
三. java进程内存溢出案例
1. 内存溢出了，怎么定位？
java导致CPU高的问题，OOM，导致了CPU上不去，一直在50%
对进程来说，能够看到的其实是内核提供的虚拟内存，这些内存还需要通过页表，由系统映射为物理内存
当进程通过malloc()申请虚拟内存后，系统不会立即为其分配物理内存，而是每次访问时，才通过缺页异常嵌入内核中分配内存
备注：缺页异常：并不是每次CPU都能访问到相应的物理地址单位，因此这样映射失败了，就产生了缺页异常
Linux中还会使用buff和cache，分别把文件和磁盘读写的数据缓存到内存中
发生事故：
(1) 没有正确回收分配的内存，导致了内存泄漏
(2) 访问的是已分配内存边界外的地址，导致程序异常退出
内存的分配和回收
在前面讲进程的内存空间时，知道用户空间包含多个不同的内存段，比如：只读段、数据段、堆、栈以及文件映射，这些内存段正是应用程序使用内存的基本方式
比如：在程序定义了一个局部变量，比如一个整数数组 int data[32]，定义了一个可以存储32个整数的内存段，由于这是一个局部变量，它会从内存空间的栈中分配内存
栈内存由系统自动分配和管理，一旦程序运行出现超过了这个局部变量的作用域，栈内存就会被系统自动回收，所以不会产生内存泄漏的问题
只读段：包括代码和常量
数据段：包括全局变量
堆：包括动态分配的内存，从低地址开始向上增长
文件映射段：包括动态库，共享内存，从高地址开始向下增长
栈：包括局部变量和函数调用的上下文
很多时候，事先并不知道数据的大小，所以就用到标准库函数malloc()，在程序中动态分配内存，这时候，系统就会从内存空间的堆中分配内存
堆内存由应用程序自己分配和管理，除非程序退出，这些堆内存并不会被系统自动释放，而是需要应用程序明确调用库函数free()来是否它们，如果应用程序没有正确释放堆内存，就会造成内存泄漏
那么其他内存段是否也会导致内存泄漏？
只读段：包括程序的代码和常量，由于是只读的，不会再去分配新的内存，所以不会产生内存泄漏
数据段：包括全局变量和静态变量，这些变量在定义时已经确定了大小，所以不会产生内存泄漏
文件映射段：包括动态库和共享内存，其中共享内存由程序动态分配和管理，所以，如果程序在分配后忘记了回收，就会导致跟内存类似的泄漏问题
内存泄漏是很严重的问题，如果出现了，不仅应用程序自己不能访问，系统也不能把内存再次分配给其他应用试验，内存泄漏不断积累，甚至整个系统的内存都被耗尽，机器也不能工作了
系统可以通过OOM进程杀死进程，但是在OOM引发之前，会出现很多反应，比如：CPU占用很高，内存一直上升，访问整个系统会越来越慢
2. 步骤
(1) 把pertest.war包放在Tomcat的webapps下
(2) vim catalina.sh，设置Java堆大小
重启tomcat后使用ps -ef | grep java查看
(3) 启动Tomcat，看到查看日志：tail -f catalina.out
(4) 使用jmeter或其他工具，发起请求
(5) 用vmstat观察内存变化，每隔3s输出一组数据
vmstat 3
从输出结果来看，内存的free列在不停的变小，而buff和cache基本保持不变。未使用的内存在不断减小，而buff和cache基本不变，这说明系统中使用的内存一直在升高，但并不能说明内存泄漏，因为应用程序运行中需要的内存也可能会增大，比如程序中用了一个动态增长的数组来缓存计算结果，占用内存自然会增长
那怎么确定是不是内存泄漏了？
方法一：访问页面：http://192.168.0.109:8080/pertest/init1.jsp
在页面出现了OOM
Exception org.apache.jasper.JasperException: javax.servlet.ServletException: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space org.apache.jasper.servlet.JspServletWrapper.handleJspException(JspServletWrapper.java:604) org.apache.jasper.servlet.JspServletWrapper.service(JspServletWrapper.java:499) org.apache.jasper.servlet.JspServlet.serviceJspFile(JspServlet.java:385) org.apache.jasper.servlet.JspServlet.service(JspServlet.java:329) javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:741) org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:53) Root Cause javax.servlet.ServletException: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space org.apache.jasper.runtime.PageContextImpl.handlePageException(PageContextImpl.java:666) org.apache.jsp.init1_jsp._jspService(init1_jsp.java:167) org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase.service(HttpJspBase.java:70) javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:741) org.apache.jasper.servlet.JspServletWrapper.service(JspServletWrapper.java:476) org.apache.jasper.servlet.JspServlet.serviceJspFile(JspServlet.java:385) org.apache.jasper.servlet.JspServlet.service(JspServlet.java:329) javax.servlet.http.HttpServlet.service(HttpServlet.java:741) org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter(WsFilter.java:53)
到这里输入以下命令
jmap -F -dump:format=b,file=pertestdump1220.bin 27910 # pertestdump1220.bin为文件名，可以自己任意命名
命令格式：
jmap [option] <pid>
-dump：生成Java堆栈的快照
-F：当虚拟机进程对-dump选项没有响应时，可使用这个选项生成dump快照
format=b：用二进制的数据生成
file：生成快照的名称
-histo：显示堆中对象统计信息，包括类，实例数量和合计容量
-heap：线上Java堆详细信息，如使用哪种回收器，参数配置，分代（老年代、持久代、年轻代）
方法二：输入top命令
输入top命令，也可以看到use%的CPU占用90%以上，并且这个就是当前这个Java进程导致的
