生产环境频繁内存溢出,原来就是因为这个“String类”
本文分享自华为云社区《【高并发】你敢信?String类竟然是导致生产环境频繁内存溢出的罪魁祸首!!》,作者:冰河 。
最近,一名小伙伴跟我说:他写的程序在测试环境一点问题没有,但是发到生产环境却会频繁出现内存溢出的情况,这个问题都困扰他一周多了。于是乎,周末我便开始帮他排查各种问题。
小伙伴的疑问
问题确定
排查问题的整个过程相当耗时,这里,我就直接说定位到的问题吧。后面,我会单独写一篇详细的排查问题过程的文章!
在排查问题的过程中,我发现这位小伙伴使用的JDK还是1.6版本。开始,我也没想那么多,继续排查他写的代码,也没找出什么问题。但是一旦启动生产环境的程序,没过多久,JVM就抛出了内存溢出的异常。
这就奇怪了,怎么回事呢?
启动程序时加上合理的JVM参数,问题依然存在。。。
没办法,继续看他的代码吧!无意间,我发现他写的代码中,大量使用了String类的substring()方法来截取字符串。于是,我便跟到JDK中的代码查看传递进来的参数。
这无意间点进来的一次查看,竟然找到了问题所在!!
JDK1.6中String类的坑
经过分析,竟然发现了JDK1.6中String类的一个大坑!为啥说它是个坑呢?就是因为它的substring()方法会把人坑惨!不多说了,我们先来看下JDK1.6中的String类的substring()方法。
public String substring(int bedinIndex, int endIndex){if(beginIndex < 0){throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);}if(endIndex > count){throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);}if(beginIndex > endIndex){throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);}return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this : new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);
}
接下来,我们来看看JDK1.6中的String类的一个构造方法,如下所示。
String(int offset, int count, char[] value){this.value = value;this.offset = offset;this.count = count;
}
看到,这里,相信细心的小伙伴已经发现了问题,导致问题的罪魁祸首就是下面的一行代码。
this.value = value;
在JDK1.6中,使用 String 类的构造函数创建子字符串的时候,并不只是简单的拷贝所需要的对象,而是每次都会把整个value引用进来。如果原来的字符串比较大,即使这个字符串不再被应用,这个字符串所分配的内存也不会被释放。 这也是我经过长时间的分析代码得出的结论,确实是太坑了!!
既然问题找到了,那我们就要解决这个问题。
升级JDK
既然JDK1.6中的String类存在如此巨大的坑,那最直接有效的方式就是升级JDK。于是,我便跟小伙伴说明了情况,让他将JDK升级到JDK1.8。
同样的,我们也来看下JDK1.8中的String类的substring()方法。
public String substring(int beginIndex, int endIndex) {if (beginIndex < 0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);}if (endIndex > value.length) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);}int subLen = endIndex - beginIndex;if (subLen < 0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);}return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this: new String(value, beginIndex, subLen);
}
在JDK1.8中的String类的substring()方法中,也调用了String类的构造方法来生成子字符串,我们来看看这个构造方法,如下所示。
public String(char value[], int offset, int count) {if (offset < 0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);}if (count <= 0) {if (count < 0) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);}if (offset <= value.length) {this.value = "".value;return;}}// Note: offset or count might be near -1>>>1.if (offset > value.length - count) {throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);}this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}
在JDK1.8中,当我们需要一个子字符串的时候,substring 生成了一个新的字符串,这个字符串通过构造函数的 Arrays.copyOfRange 函数进行构造。这个是没啥问题。
优化JVM启动参数
这里,为了更好的提升系统的性能,我也帮这位小伙伴优化了JVM启动参数。
经小伙伴授权, 我简单列下他们的业务规模和服务器配置:整套系统采用分布式架构,架构中的各业务服务采用集群部署,日均访问量上亿,日均交易订单50W~100W,订单系统的各服务器节点配置为4核8G。目前已将JDK升级到1.8版本。
根据上述条件,我给出了JVM调优后的参数配置。
-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M
至于,为啥会给出上述JVM参数配置,后续我会单独写文章来具体分析如何根据实际业务场景来进行JVM参数调优。
经过分析和解决问题,小伙伴的程序在生产环境下运行的很平稳,至少目前还未出现内存溢出的情况!!
结论
如果在程序中创建了比较大的对象,并且我们基于这个大对象生成了一些其他的信息,此时,一定要释放和这个大对象的引用关系,否则,就会埋下内存溢出的隐患。
JVM优化的目标就是:尽可能让对象都在新生代里分配和回收,尽量别让太多对象频繁进入老年代,避免频繁对老年代进行垃圾回收,同时给系统充足的内存大小,避免新生代频繁的进行垃圾回收。
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