Probe：Android线上OOM问题定位组件

最新推荐文章于 2025-04-11 13:25:26 发布

原创

最新推荐文章于 2025-04-11 13:25:26 发布 · 575 阅读

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配送骑手端App是骑手用于完成配送履约的应用，帮助骑手完成接单、到店、取货及送达，提供各种不同的运力服务，也是整个外卖闭环中的重要节点。由于配送业务的特性，骑手App对于应用稳定性的要求非常高，体现App稳定性的一个重要数据就是Crash率，而在众多Crash中最棘手最难定位的就是OOM问题。对于骑手端App而言，每天骑手都会长时间的使用App进行配送，而在长时间的使用过程中，App中所有的内存泄漏都会慢慢累积在内存中，最后就容易导致OOM，从而影响骑手的配送效率，进而影响整个外卖业务。

于是我们构建了用于快速定位线上OOM问题的组件——Probe，下图是Probe组件架构，本文主要分享Probe组件是如何对线上OOM问题进行快速定位的。

OOM原因分析

要定位OOM问题，首先需要弄明白Android中有哪些原因会导致OOM，Android中导致OOM的原因主要可以划分为以下几个类型：

Android 虚拟机最终抛出OutOfMemoryError的代码位于/art/runtime/thread.cc。

void Thread::ThrowOutOfMemoryError(const char* msg)
参数 msg 携带了 OOM 时的错误信息

下面两个地方都会调用上面方法抛出OutOfMemoryError错误，这也是Android中发生OOM的主要原因。

堆内存分配失败

系统源码文件：/art/runtime/gc/heap.cc

void Heap::ThrowOutOfMemoryError(Thread* self, size_t byte_count, AllocatorType allocator_type)
抛出时的错误信息：
    oss << "Failed to allocate a " << byte_count << " byte allocation with " << total_bytes_free  << " free bytes and " << PrettySize(GetFreeMemoryUntilOOME()) << " until OOM";

这是在进行堆内存分配时抛出的OOM错误，这里也可以细分成两种不同的类型：

为对象分配内存时达到进程的内存上限。由Runtime.getRuntime.MaxMemory()可以得到Android中每个进程被系统分配的内存上限，当进程占用内存达到这个上限时就会发生OOM，这也是Android中最常见的OOM类型。
没有足够大小的连续地址空间。这种情况一般是进程中存在大量的内存碎片导致的，其堆栈信息会比第一种OOM堆栈多出一段信息：failed due to fragmentation (required continguous free “<< required_bytes << “ bytes for a new buffer where largest contiguous free ” << largest_continuous_free_pages << “ bytes)”; 其详细代码在art/runtime/gc/allocator/rosalloc.cc中，这里不作详述。

创建线程失败

系统源码文件：/art/runtime/thread.cc

void Thread::CreateNativeThread(JNIEnv* env, jobject java_peer, size_t stack_size, bool is_daemon)
抛出时的错误信息：
    "Could not allocate JNI Env"
  或者
    StringPrintf("pthread_create (%s stack) failed: %s", PrettySize(stack_size).c_str(), strerror(pthread_create_result)));

这是创建线程时抛出的OOM错误，且有多种错误信息。源码这里不展开详述了，下面是根据源码整理的Android中创建线程的步骤，其中两个关键节点是创建JNIEnv结构体和创建线程，而这两步均有可能抛出OOM。

创建JNI失败

创建JNIEnv可以归为两个步骤：

通过Andorid的匿名共享内存（Anonymous Shared Memory）分配 4KB（一个page）内核态内存。
再通过Linux的mmap调用映射到用户态虚拟内存地址空间。

第一步创建匿名共享内存时，需要打开/dev/ashmem文件，所以需要一个FD（文件描述符）。此时，如果创建的FD数已经达到上限，则会导致创建JNIEnv失败，抛出错误信息如下：

E/art: ashmem_create_region failed for 'indirect ref table': Too many open files
 java.lang.OutOfMemoryError: Could not allocate JNI Env
   at java.lang.Thread.nativeCreate(Native Method)
   at java.lang.Thread.start(Thread.java:730)

第二步调用mmap时，如果进程虚拟内存地址空间耗尽，也会导致创建JNIEnv失败，抛出错误信息如下：

E/art: Failed anonymous mmap(0x0, 8192, 0x3, 0x2, 116, 0): Operation not permitted. See process maps in the log.
java.lang.OutOfMemoryError: Could not allocate JNI Env
  at java.lang.Thread.nativeCreate(Native Method)
  at java.lang.Thread.start(Thread.java:1063)

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