线上OOM问题排查

(1)，知识储备

1)，JVM与JMM

1. JVM是Java虚拟机，负责加载和执行字节码文件，使得Java程序可以跨平台运行。同时其还要负责管理程序运行时的内存，包括堆、栈和方法区等；按照算法规则自动回收不再使用的内存，避免内存泄露。
2. JMM是Java中的内存模型，定义了Java程序中如何访问和修改共享变量的规则。其提供了一些规定，以确保多线程环境中变量的可见性、顺序性和原子性。
   • 保证可见性：在多线程环境下，确保线程对共享变量的修改对其他线程是可见的。
   • 保证有序性：保证程序中各个操作的执行顺序符合预期（例如：防止指令重排序）。
   • 保证原子性：确保对共享变量的操作是原子性的，防止多个线程同时访问并修改一个变量导致不一致的结果。
     | 特性 | JVM | JMM |
     | -------------- | ---------------------------------------- | ---------------------------------------------------- |
     | 定义 | Java 虚拟机，是一个运行时环境。 | Java 内存模型，定义了共享内存访问规则。 |
     | 作用 | 执行 Java 程序，提供内存管理和垃圾回收。 | 保证多线程中变量的可见性、原子性和有序性。 |
     | 关注点 | 程序执行、内存管理、跨平台性。 | 多线程并发中的内存访问规则。 |
     | 内存管理 | 管理堆、栈、方法区等内存区域。 | 通过主内存和工作内存控制共享数据的访问。 |
     | 多线程机制 | JVM 负责线程的创建、调度和管理。 | JMM 通过内存模型保证线程间的正确同步。 |
     | 例子 | JVM 通过 JIT 编译器优化执行。 | JMM 通过 volatile 和 synchronized 保证线程安全。 |
3. JVM 如何与 JMM 配合工作？
   • JVM 管理内存：JVM 管理程序的堆、栈和方法区等内存区域，负责内存分配和回收。
   • JMM 保证内存一致性：在多线程环境下，JMM 确保不同线程对共享数据的访问不会导致不一致的状态。
     • 例如，当一个线程修改了一个变量（如 x = 10），JMM 会确保其他线程在读取 x 时看到这个修改。
     • 同时，JVM 会通过 synchronized、volatile 等机制实现 JMM 定义的内存一致性要求。
4. JVM提供了线程调度和内存管理的基础，JMM确保了多线程访问共享数据时的正确性和一致性。

(2)，OMM问题

1)，排查思路

常见出现OOM（Out Of Memory）的原因有代码漏洞、内存泄露、内存溢出和分配过少。

1. 代码漏洞：某一个对象在循环中不断的被申请，且用完后未释放，导致内存耗尽。
2. 内存泄露：更偏向于内存使用完后没有释放，导致虚拟机不能再将该内存分配其他线程。
3. 分配过少和内存溢出：分别指的是一开始分配的内存数是不合理的；或者即便是合理的，但是程序申请过多了，超过了分配的最大内存。

2)，常规排查步骤

线上如遇到JVM内存溢出，可以分以下几步排查：

1. jmap -heap：查看是否内存分配过小。
2. jmap -histo：查看是否有明显的对象分配过多且没有释放情况。
3. jmap -dump：导出JVM当前内存快照，使用JDK自带或MAT等工具分析快照。
   1. 如想使用“MAT等工具”分析快照，前提是在JVM参数中配置在发生异常时自动导出内存快照：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError、-XX:HeapDumpPath=./：指定内存快照文件的生成路径。

如果上面还不能定位问题，那么需要排查应用是否在不断创建资源，比如网络连接或者线程，都可能会导致系统资源耗尽。

3)，常见的两种OOM报错日志

1. java.lang.StackOverflowError：虚拟机栈溢出，一般是由于程序中存在死循环或者深度递归调用造成的。如果栈大小设置过小也会出现溢出，可以通过-Xss设置栈的大小
2. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space：Java堆内存溢出，溢出的原因一般由于JVM堆内存设置不合理或者内存泄漏导致。