Eclipse MAT 分析 Java heap space dump 日志

作者：小傅哥
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大家好，我是技术UP主小傅哥。

写了这么久Java代码，操作了那么多发布上线，那你看到过java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space吗？如果有幸看到了，你是怎么解决的呢？是束手无策，还是有排查工具。如果这样的问题是被面试问的，没做过就很难回答了。那么怎么学习一下呢？

什么场景才会有 OutOfMemoryError

能写出 OutOfMemoryError 的不是编码不精，就是故意埋坑。其实很多时候我们很难在正常编码写写出一个 OutOfMemoryError，因为这个过程你需要大量的往内存加数据，逐步把 JVM 的内存耗尽。而只是1G内存容量（-Xmx1G），仅订单数据就要300多万条记录，谁又能写个 MyBatis SQL 操作，要一次直接把300万数据查询到程序内存里呢。

不过，还真可能有！但这个不是程序员故意编码查询300万，而是在做数据导出的时候，处理分页的加法计算有问题，导致每次都是 limit 0,n，n 不断的加大。正确的应该是 limit m,n 这样的查询。这样的 OutOfMemoryError，在过往工作中就遇到过，最终经过排查到一次要从数据库获取几百万条数据，导致服务宕机。

那么，为了更好的让大家学习到这样的场景以及使用工具排查，小傅哥这里专门做了案例。可以一起学习下。

一、环境准备

为了方便大家进行学习验证，小傅哥这里准备好了一个测试工程和相关的环境安装。你可以在安装完工程后，执行 ApiTest#test_insert 向数据库写入250万数据，便于测试。

• 工程：https://gitcode.net/KnowledgePlanet/road-map/xfg-dev-tech-dump (opens new window)
• 说明：dev-ops 下提供了 docker 安装 mysql 以及初始化表。如果你没有 docker 也可以直接本地数据库导入库表。

二、软件安装

1. 分析软件

对于 OutOfMemoryError 的错误排查，需要让工程导出 dump 日志文件，之后通过软件工具分析。分析 dump 的软件有2个常见的；免费的 Eclipse MAT、付费的 JProfiler(可短期体验)

• Eclipse MAT：https://eclipse.dev/mat/downloads.php (opens new window)
• JProfiler：https://www.ej-technologies.com/download/jprofiler/files (opens new window) - 学会 MAT 这个可以自己体验

2. Eclipse MAT 安装配置

2.1 加大内存

-startup
../Eclipse/plugins/org.eclipse.equinox.launcher_1.6.600.v20231106-1826.jar
--launcher.library
../Eclipse/plugins/org.eclipse.equinox.launcher.cocoa.macosx.aarch64_1.2.800.v20231003-1442
-vmargs
--add-exports=java.base/jdk.internal.org.objectweb.asm=ALL-UNNAMED
-Xms4096m
-Xmx4096m
-Dorg.eclipse.swt.internal.carbon.smallFonts
-XstartOnFirstThread

• 需要配置 -Xms4096m、-Xmx4096m 否则过大的 dump 日志，就不能加载进去分析了。大一点配置分析的更快。

2.2 does not contain the JNI_CreateJavaVM symbol. 报错处理

<array>
            
  <string>-vm</string>
  <string>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_341.jdk/Contents/Home/bin</string>

  <string>-keyring</string>
  <string>~/.eclipse_keyring</string>
        
</array>

• 如果遇到 The JVM shared library "/Library/Internet Plug-Ins/JavaAppletPlugin.plugin/Contents/Home/bin/../lib/server/libjvm.dylib" does not contain the JNI_CreateJavaVM symbol. 可以打开 Info.plist 添加 -vm 和 jdk 路径。

三、产生 dump 案例

首先你需要为你要运行的方法添加 VM Options 当你运行一个方法后，添加 JVM 配置，这样才能到处 dump

• -Xms128M -Xmx128M -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=../xfg-dev-tech-dump/docs/dump
• HeapDumpPath 为你的工程完成路径，到出到 dump 文件夹下。
• 运行方法后，就可以在 docs/dump 就可以看到产生的日志了。

1. 数据库查询

<select id="queryPage" resultMap="dataMap">
        SELECT * FROM user_order
        limit 0, 2500000
</select>

@Test
public void test_java_heap_space_sql() throws InterruptedException {
    while (true){
        userOrderDao.queryPage();
    }
}

2. 线程池过大

@Test
public void test_thread_pool_java_heap_space() {
    // 创建一个固定大小的线程池
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
    try {
        // 不断提交占用大量内存的任务
        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
            executorService.submit(new MemoryHogTask());
        }
    } catch (OutOfMemoryError e) {
        System.out.println("Caught OutOfMemoryError: " + e.getMessage());
    } finally {
        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}

static class MemoryHogTask implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 分配一个大数组来占用内存
            int[] memoryHog = new int[1000000]; // 大约占用 4MB 内存
            // 模拟一些计算以避免 JIT 优化掉内存分配
            for (int i = 0; i < memoryHog.length; i++) {
                memoryHog[i] = i;
            }
            // 保持任务在一定时间内占用内存
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

3. list 添加过多数据

@Test
public void test_java_heap_space_list() throws InterruptedException {
    List<byte[]> list = new ArrayList<>();
    while (true) {
        byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 1024];
        list.add(bytes);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    }
}

• 这类场景是比较多的，比如我们做营销活动，要把很多的活动数据预热到缓存，如果 JVM 配置的比较低，是可能会出现 Java heap space 的。

四、Eclipse MAT 分析

1. 导入 dump 文件

2. 查看统计树

3. 排序对象

4. 引用关系

• 点击查看，被谁引用了。

5. 逐层分析 - 进入对象详情

• 看看这个 Object 值装的是什么。

6. 发现问题

• 看到了在检索数据库数据。其实前面就已经定义到哪里的方法导致，这里可以具体看到细节。

7. 其他分析

• 我们本案例采用的是 MySql 8.x 如果你使用其他线程池工具，还可能会返回具体的 SQL 语句一起打印出来。方便分析。

好啦，有了这样一个分析过程，你也可以尝试熟悉下工具，分析分析其他的 Java heap space 场景。几次玩下来也就熟悉这个工具了。