1 宕機(jī)概要

1.1 定義

向服務(wù)器的請求都沒有響應(yīng)或者響應(yīng)非常慢。

前端界面的崩潰并非宕機(jī)。

1.2 分類

進(jìn)程閃退

• 內(nèi)部崩潰
• 外部終止

線程鎖死或者無限等待

內(nèi)存溢出

下面分別進(jìn)行詳解

2 進(jìn)程閃退

2.1 內(nèi)部崩潰

JVM 發(fā)生內(nèi)部崩潰，必然會生成"hs_err_pid"開頭的文件。

下面講一種常見情況:

無法申請內(nèi)存，顯示commit_memory錯(cuò)誤

Current thread (0x00007f3e40013000):  JavaThread "Unknown thread" [_thread_in_vm, id=11408, stack(0x00007f3e49983000,0x00007f3e49a84000)]
 
Stack: [0x00007f3e49983000,0x00007f3e49a84000],  sp=0x00007f3e49a82360,  free space=1020k
Native frames: (J=compiled Java code, j=interpreted, Vv=VM code, C=native code)
V  [libjvm.so+0x9a32da]  VMError::report_and_die()+0x2ea
V  [libjvm.so+0x497f7b]  report_vm_out_of_memory(char const*, int, unsigned long, char const*)+0x9b
V  [libjvm.so+0x81fcce]  os::Linux::commit_memory_impl(char*, unsigned long, bool)+0xfe
V  [libjvm.so+0x820219]  os::pd_commit_memory(char*, unsigned long, unsigned long, bool)+0x29
V  [libjvm.so+0x819faa]  os::commit_memory(char*, unsigned long, unsigned long, bool)+0x2a
V  [libjvm.so+0x99eae9]  VirtualSpace::expand_by(unsigned long, bool)+0x1c9
V  [libjvm.so+0x99ec6d]  VirtualSpace::initialize(ReservedSpace, unsigned long)+0xcd
V  [libjvm.so+0x57962f]  CardGeneration::CardGeneration(ReservedSpace, unsigned long, int, GenRemSet*)+0x11f
V  [libjvm.so+0x46ceed]  ConcurrentMarkSweepGeneration::ConcurrentMarkSweepGeneration(ReservedSpace, unsigned long, int, CardTableRS*, bool, FreeBlockDictionary<FreeChunk>::DictionaryChoice)+0x5d
V  [libjvm.so+0x57a906]  GenerationSpec::init(ReservedSpace, int, GenRemSet*)+0x106
V  [libjvm.so+0x56afe4]  GenCollectedHeap::initialize()+0x344
V  [libjvm.so+0x9751aa]  Universe::initialize_heap()+0xca
V  [libjvm.so+0x976379]  universe_init()+0x79
V  [libjvm.so+0x5b1d25]  init_globals()+0x65
V  [libjvm.so+0x95dc6d]  Threads::create_vm(JavaVMInitArgs*, bool*)+0x1ed
V  [libjvm.so+0x639fe4]  JNI_CreateJavaVM+0x74

這一般是因?yàn)?Xmx 設(shè)置過大，超過系統(tǒng)可用內(nèi)存，JVM 申請內(nèi)存失敗。

比如服務(wù)器總內(nèi)存32G ，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序,程序 A 配了20GXmx,其他程序也配了20G Xmx ，Linux的交換空間也沒有設(shè)置，這時(shí)候如果其他程序用滿20G內(nèi)存那么服務(wù)的可用內(nèi)存必然低于12G，這時(shí)如果Tomcat需要大于12G的內(nèi)存就很容易發(fā)生該錯(cuò)誤，直接宕機(jī)!

解決方案

• 減少Xmx值使得所有的綜合不超過服務(wù)器物理內(nèi)存
• 調(diào)整 Xms=Xmx
• 服務(wù)器不要運(yùn)行其他不必要的東西
• 配置一部分swap空間（虛擬內(nèi)存）

2.2 外部終止

如果找不到"hs_err_pid"開頭的文件，那么這個(gè)進(jìn)程的閃退必然是被從外部終止的。

2.2.1 OOMKiller

java長期內(nèi)存占用過高，系統(tǒng)需要內(nèi)存使用的時(shí)候沒有內(nèi)存，Linux的oomkiller機(jī)制會干掉最低優(yōu)先級的內(nèi)存

檢查 /var/logs/message ， /var/logs/dmesg或者對應(yīng)日期文件，看看有沒有類似下面的內(nèi)容，日志有時(shí)間可以判斷

2.2.2 SSH注銷

檢查/var/log/auth.log，/var/log/secure或者對應(yīng)日期的文件，檢查宕機(jī)的時(shí)間點(diǎn)有沒有

時(shí)間吻合，那么宕機(jī)原因即可確認(rèn)。

解決方案

使用nohup命令在后臺運(yùn)行啟動(dòng)程序，檢查ssh注銷原因

2.2.3 其他人為因素

不是很好判斷，需要給shell加上操作記錄

3 線程鎖死/無限等待

表現(xiàn)

系統(tǒng)無法訪問時(shí)，當(dāng)前cpu占用非常低

使用 jstack命令輸出線程堆棧即可

jstack pid >> 1.txt
or
jstack -F pid >> 1.txt

都行,或者用jprofiler工具看堆棧，或者其他任何可以拿到堆棧的工具都可以， java的堆棧就是java方法調(diào)用的路徑，可以定位一些簡單的問題

4 內(nèi)存溢出

現(xiàn)象

CPU全部占滿，內(nèi)存達(dá)到配置Xmx最大值

4.1 CPU占滿緣由

并不是 CPU 不夠用，而是涉及到JVM的GC 機(jī)制，大部分情況來說CPU都是過剩的

JVM 使用GC的方法來回收沒有被引用的內(nèi)存塊，在當(dāng)前的回收機(jī)制中，回收器是并發(fā)進(jìn)行的，回收的線程個(gè)數(shù)有一個(gè)公式：

當(dāng)CPU核心數(shù)

小于8

• 1個(gè)核心對應(yīng)一個(gè)gc線程

大于8

• gc的線程數(shù)= 8 + ((N - 8) * 5/8)

N代表核心的數(shù)量，這是默認(rèn)的gc線程創(chuàng)建公式

threads = N <= 8 ? N : (8 + ((N - 8) * 5/8))

當(dāng)然也可以通過參數(shù) -XX:ParallelCMSThreads=20 來配置 GC 線程數(shù)，就不會使用默認(rèn)的設(shè)置，默認(rèn)情況下不要調(diào)整，因?yàn)檎{(diào)了也沒什么卵用，最多在宕機(jī)的時(shí)候cpu占用按照你設(shè)定的值來。

當(dāng)發(fā)生內(nèi)存溢出的時(shí)候，或者快要內(nèi)存溢出的時(shí)候，不一定是內(nèi)存溢出，JVM 發(fā)現(xiàn)內(nèi)存不夠了，就會 GC，所有線程開始工作，暫停 JVM 運(yùn)行，開始回收，如果回收到內(nèi)存了，ok，jvm可以正確繼續(xù)執(zhí)行，

這也就是為什么有時(shí)候配置內(nèi)存溢出的參數(shù)沒有自動(dòng)生成dump的原因，因?yàn)樗苓\(yùn)行，但是比較慢，所以沒有OOM，就不會生成dump，

如果沒有回收到什么內(nèi)存，gc會循環(huán)持續(xù)執(zhí)行，這就導(dǎo)致了cpu全部占滿的現(xiàn)象，所以說內(nèi)存溢出的時(shí)候，一定伴隨cpu占滿（按照設(shè)置或者公式計(jì)算的線程量）

4.2 JVM內(nèi)存分配機(jī)制

在說說JVM怎么分配內(nèi)存的，大家都知道給客戶配置Xmx參數(shù)和xms參數(shù)，Xmx代表的是最大堆內(nèi)存，xms代表的是最小堆內(nèi)存，至于permsize就和這些都沒有關(guān)系，不能算在內(nèi)存溢出，遇到拋錯(cuò)outofmemory permsize什么的調(diào)大就行了

permsize是一個(gè)被jvm也拋棄的參數(shù)只存在1.7之前的jdk中，是用來保存java的class等內(nèi)容的存儲空間，1.8被metaspace替代

這個(gè)內(nèi)存怎么不回收的啊，一問都是在任務(wù)管理器看的!這個(gè)地方是看不到內(nèi)存回收的，或者說他也會回收，但是可能要等個(gè)好幾天才會回收一次，可以忽略這種機(jī)制的存在

形而上學(xué)

WC 論

如果把內(nèi)存比喻成茅坑，操作系統(tǒng)64g內(nèi)存就是一共64個(gè)茅坑，那么JVM的內(nèi)存回收相當(dāng)于茅坑調(diào)度系統(tǒng)，每個(gè)gc線程相當(dāng)于調(diào)度系統(tǒng)派出去的茅坑檢查員，給jvm設(shè)置了 Xms=2g， Xmx=32g，那么程序啟動(dòng)，jvm直接占了兩個(gè)茅坑，任務(wù)管理器看到內(nèi)存占用2g，即使沒人上廁所，JVM也不會把坑還給操作系統(tǒng)。

假設(shè)一個(gè)人上廁所10秒，一開始的時(shí)候 20秒有一個(gè)人來上廁所，那么 jvm通過茅坑檢查員發(fā)現(xiàn)哎兩個(gè)坑總有一個(gè)是空的，維持茅坑數(shù)量不變，內(nèi)存的占用一直是2g，過了些時(shí)候，來的人開始增多了，變成5秒有一個(gè)人來上廁所，茅坑檢查員向JVM匯報(bào)有人開始有排隊(duì)了，兩個(gè)坑位很緊張，不行要多弄幾個(gè)坑才行，于是，jvm向系統(tǒng)又申請了兩個(gè)坑，任務(wù)管理器可以看到內(nèi)存占用變成了4個(gè)G，這時(shí)候又突然發(fā)生壓力增大，變成了1秒來一個(gè)人，4個(gè)坑肯定不夠啊，于是jvm又把內(nèi)存擴(kuò)容到10-11g，現(xiàn)在夠用了，任務(wù)管理器會看到內(nèi)存一直維持在10-11g，終于大家都上完廁所了，沒人排隊(duì)了，茅坑都空出來了。

但是，jvm是個(gè)霸道總裁，被他占的東西，除非死不然不會吐出來的，所以任務(wù)管理器里面看到內(nèi)存還是10-11g不會降低，除非jvm死了，實(shí)際沒有任何內(nèi)存占用（所以不要再說內(nèi)存不回收的問題，這個(gè)內(nèi)存的回收不回收和宕機(jī)是沒有直接關(guān)系的）

如果這時(shí)候突然一下子來了很多很多人，比如一下子來了64個(gè)人要上廁所，這時(shí)候會怎樣了，JVM把他的所有的茅坑檢查員都派出去檢查啊，然后發(fā)現(xiàn)完蛋了茅坑不夠用啊，申請到32個(gè)都不夠用啊，于是jvm的特派茅坑檢查員就一個(gè)坑一個(gè)坑的拍，一個(gè)坑一個(gè)坑的催，結(jié)果呢，檢查員在催，大家就拉不出來了，上廁所的時(shí)間無限期延長，外面的人要進(jìn)去，里面的人出不來，BOOM，廁所就不響應(yīng)了，后面來的人都拉褲子了。

怎么解決？

• 換個(gè)茅坑管理員，更好的調(diào)度茅坑檢查員和分配茅坑，這就有了G1回收器 ，茅坑越多效果越好，目前JDK情況內(nèi)存大于10G的情況G1的效果好于CMS，低于10G的情況下不如CMS
• 從源頭控制人員，不要一下子來這么多人（申請內(nèi)存），也就是常見的不要讓業(yè)務(wù)查大量數(shù)據(jù)占內(nèi)存。

而上面講的線程鎖死的情況要做類比的話，就是32個(gè)坑唄32個(gè)人占了，還死活不肯出來，導(dǎo)致后面排隊(duì)的人失去響應(yīng)了。

沒有味道的比喻

解釋一下java的面向?qū)ο蠛蛯ο笠?

一棟大樓，10層共1000個(gè)工位 （類比物理內(nèi)存）。

包給一個(gè)二房東 中介公司Z （jvm）。

中介公司和大樓物業(yè)談好彈性繳費(fèi)，租多少出去收多少錢。

Z公司先一下租300個(gè)位置 （類比Xms）省錢，

Z公司和物業(yè)談好最多租600個(gè)位置（類比Xmx）。

Z公司找到了公司A(200人)來這里 就占用了200個(gè)工位 （類比一次數(shù)據(jù)查詢）。

公司A是一個(gè)大的對象，每個(gè)人類比最小的單元格，每個(gè)小團(tuán)隊(duì)也是一個(gè)對象，個(gè)人被小團(tuán)隊(duì)引用，小團(tuán)隊(duì)又被更上級的比如產(chǎn)品，比如大技術(shù)支持大團(tuán)隊(duì)引用，大團(tuán)隊(duì)又被公司引用，最終公司這個(gè)大對象占用了200工位，類比下來200個(gè)工位內(nèi)存不釋放的根就是這個(gè)公司在這兒上班。

這時(shí)候公司A倒閉了，200個(gè)工位就空出來了(內(nèi)存釋放)。

• 內(nèi)存溢出宕機(jī)是什么情況呢？
• 找Z公司租工位的公司，總工位超過了600，總不能坐大腿上上班啊，于是物業(yè)不會給Z工位的，合同寫的好好的，Z公司不滿足客戶需求，運(yùn)作不起來破產(chǎn)倒閉。
• 經(jīng)常遇到的申請內(nèi)存失敗的崩潰是什么情況？
• 物業(yè)是個(gè)滑頭，不止找了Z公司一家中介，還有Y公司也是做中介的(類比兩個(gè)JVM)。都承諾Z和Y公司都是最多可以租600個(gè)位置。初始都租的300個(gè)位置，大家相處融洽，隨著公司不停入住，矛盾出現(xiàn)了：
• Y公司效益比較好，先找了公司，已經(jīng)占了600位置；
• 這時(shí)候Z公司的效益也上來了，也要增加工位 （類比申請內(nèi)存），這時(shí)候物業(yè)根本沒有位置能給他。于是Z公司運(yùn)轉(zhuǎn)不下去，破產(chǎn)倒閉

5 總結(jié)

宕機(jī)分析的目的就是要找到占用內(nèi)存的東西，把他找出來，找出他的原因，然后把它改掉。JVM的內(nèi)存對象分配相當(dāng)于一顆樹，所有的對象都被層層引用，直到GCRoot根節(jié)點(diǎn)，如果沒有根節(jié)點(diǎn)的引用，這個(gè)對象是完全可以直接釋放掉的，大部分也是因?yàn)間cRoot存在的對象過多導(dǎo)致的宕機(jī)，當(dāng)然也不排除可以使用已經(jīng)回收的對象來分析，由于生成dump的時(shí)間不精確，可能他生成的時(shí)候 ，對應(yīng)的大組件已經(jīng)回收了，但是jvm緩過來還需要一些時(shí)間，所以還是處于大量gc的狀態(tài)，這時(shí)候只能通過對于引用的檢索找到最多的引用對象來進(jìn)行分析。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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