JVM中Perm区持续上涨问题

最新推荐文章于 2025-07-20 16:32:02 发布

wisgood

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本文介绍Java应用PermGen区持续增长的现象及其排查方法，通过使用btrace跟踪ClassLoader.defineClass调用来定位问题源头，并提供了两个示例场景。

公司一位大牛在微博上的一条，打算消化一下，毕竟今后Perm区的上涨还是有可能遇到的。“Java应用Perm区一直呈上涨趋势的原因可以用一个简单的办法排查，就是用btrace去跟踪下是什么地方在调用ClassLoader.defineClass，在大多数情况下这招都是管用的。”

（1）Perm区存放的啥信息？

Perm叫做持久代，存放了类的信息、类的静态变量、类中final类型的变量、类的方法信息，Perm是全局共享的，在一定条件下会被GC掉，方所要承载的数据超过内存区域后，就会出现OOM异常。可以通过-XX：PermSize和-XX：MaxPermSize来指定这个区域的最小值和最大值。持久代的回收主要包括两部分，废弃常量和无用的类，废弃的常量比较容易判别，没有任何String类型的对象引用这个就算可以废弃的了，但是无用的类判别比较复杂，（该类所有的实例已经被回收，JVM中没有任何类的实例；加载该类的ClassLoader被回收；该类对应的java.lang.class没有地方引用）。可以使用-verbose:class以及-XX:TraceClassLoading和-XX:TraceClassUnLoading来查看类的加载和卸载情况。

（2）ClassLoader中的defineClass是干啥的？

该方法用于将二进制的字节码转换为Class对象，对于自定义加载类非常重要，如果二进制的字节码不符合JVM的规范，就会报ClassFormatError，如果生成的类名和二进制中的不符，报NoClassDefFoundError异常，如果加载的class是受保护的，则报SecurityException，如果此类已经在ClassLoader已经加载，会报LinkageError。

例子1：运行时常量溢出

向常量池中添加数据，可以调用String.intern()，这个是native方法，如果常量池中已经存在一个，则返回，否则添加早常量池中。

刚开始的例子如下：

public class PermTest
 {

        public static void main(String[]
 args) {

            int i
 = 0;

            while(true){

                String.valueOf(i++).intern();

                System.out.println(i);

            }

        }

}

发现没有抛出OOM异常，用JConsole查看，（PermSize和MaxPermSize都是10M）在10M的时候曲线又下去了，原来是FullGC把常量池中没有的引用GC掉了，所以没有OOM。

增加了一个List，持有这个引用，就不会被GC掉了。

public class PermTest
 {

        public static void main(String[]
 args) {

            List<String>
 all = new ArrayList<String>();

            int i
 = 0;

            while(true){

                all.add(String.valueOf(i++).intern());

            }

        }

}

Exception
 in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:
 PermGen space

    at
 java.lang.String.intern(Native Method)

    at
 PermTest.main(PermTest.java:10)

例子2：用cglib产生代理类，不断的创建类

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;

import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class PermTest
 {

    public static void main(String[]
 args) {

        while(true){

            Enhancer
 enhancer = new Enhancer();

            enhancer.setSuperclass(PermTestClass.class);

            enhancer.setUseCache(false);

            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor()
 {

                @Override

                public Object
 intercept(Object obj, Method method, Object[] args,

                        MethodProxy
 proxy) throws Throwable
 {

                    return proxy.invoke(obj,
 args);

                }

            });

            enhancer.create();

        }

    }

    static class PermTestClass{

    }

}

Caused
 by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

    at
 java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)

    at
 java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:631)

    at
 java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)

    ... 8 more

Btrace的脚本文件如下（查看哪里调用了defineClass信息）：

import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;

import com.sun.btrace.annotations.*;

@BTrace

public class BtraceAll
 {

    @TLS

    private static long beginTime;

    @OnMethod(

            clazz="java.lang.ClassLoader",

            method="defineClass"

    )

    public static void traceMethodBegin(){

        beginTime
 = timeMillis();

    }

    @OnMethod(

            clazz="java.lang.ClassLoader",

            method="defineClass",

            location=@Location(Kind.RETURN)

    )

    public static void traceMethdReturn(

            @Return String
 result,

            @ProbeClassName String
 clazzName,

            @ProbeMethodName String
 methodName){

        println("===========================================================================");

        println(strcat(strcat(clazzName, "."),
 methodName));

        println(strcat("Time
 taken : ",
 str(timeMillis() - beginTime)));

        println("java
 thread method trace:---------------------------------------------------");

        jstack();

        println("----------------------------------------------------------------------------");

        println(strcat("Reuslt
 :",str(result)));

        println("============================================================================");

    }

}

运行后，发现cglib在创建代理类的时候，确实调用了defineClass方法

===========================================================================

java.lang.ClassLoader.defineClass

Time
 taken : 79

java
 thread method trace:---------------------------------------------------

java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)

sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown
 Source)

sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25)

java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:597)

net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:384)

net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:219)

net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:377)

net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:285)

PermTest.main(PermTest.java:19)

----------------------------------------------------------------------------

Reuslt
 :class PermTest$PermTestClass$$EnhancerByCGLIB$$1ed16944_8

============================================================================