【高併發】高併發環境下如何防止Tomcat記憶體溢位？看完我懂了！！

冰河團隊發表於2020-04-19
Tomcat記憶體溢位

寫在前面

隨著系統併發量越來越高，Tomcat所佔用的記憶體就會越來越大，如果對Tomcat的記憶體管理不當，則可能會引發Tomcat記憶體溢位的問題，那麼，如何防止Tomcat記憶體溢位呢？我們今天就來一起探討下這個問題。

防止Tomcat記憶體溢位可以總結為兩個方案：一個是設定Tomcat啟動的初始記憶體，一個是防止Tomcat所用的JVM記憶體溢位。接下來，我們就分別對這兩種方案作出簡單的介紹。

設定啟動初始記憶體

其初始空間(即-Xms)是實體記憶體的1/64，最大空間(-Xmx)是實體記憶體的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等選項可進行設定。

例項

以下給出1G記憶體環境下java jvm 的引數設定參考：

JAVA_OPTS="-server -Xms800m -Xmx800m  -XX:PermSize=64M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=128m -Djava.awt.headless=true "
JAVA_OPTS="-server -Xms768m -Xmx768m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m -XX:NewSize=192m -XX:MaxNewSize=384m"
CATALINA_OPTS="-server -Xms768m -Xmx768m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m -XX:NewSize=192m -XX:MaxNewSize=384m"

Linux

在/usr/local/apache-tomcat-7.0/bin 目錄下的catalina.sh檔案中，新增：JAVA_OPTS='-Xms512m -Xmx1024m'，要加“m”說明是MB，否則就是KB了，在啟動tomcat時會報記憶體不足。

  • -Xms：初始值
  • -Xmx：最大值
  • -Xmn：最小值

Windows

在catalina.bat最前面加入set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m，如果用startup.bat啟動tomcat,OK設定生效。夠成功的分配200M記憶體。但是如果不是執行startup.bat啟動tomcat而是利用windows的系統服務啟動tomcat服務,上面的設定就不生效了，就是說set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m 沒起作用。上面分配200M記憶體就OOM了。。
windows服務執行的是bin\tomcat.exe。它讀取登錄檔中的值，而不是catalina.bat的設定。

解決辦法

修改登錄檔

HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Apache Software Foundation\Tomcat Service Manager\Tomcat5\Parameters\JavaOptions

原值為

-Dcatalina.home="C:\ApacheGroup\Tomcat 7.0"
-Djava.endorsed.dirs="C:\ApacheGroup\Tomcat 7.0\common\endorsed"
-Xrs

加入 -Xms300m -Xmx350m
重起tomcat服務，設定生效。

防止所用的JVM記憶體溢位

1.java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

解釋

Heap size 設定

JVM堆的設定是指java程式執行過程中JVM可以調配使用的記憶體空間的設定.JVM在啟動的時候會自動設定Heap size的值，其初始空間(即-Xms)是實體記憶體的1/64，最大空間(-Xmx)是實體記憶體的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等選項可進行設定。Heap size 的大小是Young Generation 和Tenured Generaion 之和。

提示：在JVM中如果98％的時間是用於GC且可用的Heap size 不足2％的時候將丟擲此異常資訊。

提示：Heap Size 最大不要超過可用實體記憶體的80％，一般的要將-Xms和-Xmx選項設定為相同，而-Xmn為1/4的-Xmx值。

解決方法

手動設定Heap size

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat，在“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下程式碼。

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m  
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m

或修改catalina.sh

在“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行：

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m"

2.java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

原因

PermGen space的全稱是Permanent Generation space,是指記憶體的永久儲存區域，這塊記憶體主要是被JVM存放Class和Meta資訊的,Class在被Loader時就會被放到PermGen space中，它和存放類例項(Instance)的Heap區域不同,GC(Garbage Collection)不會在主程式執行期對PermGen space進行清理，所以如果你的應用中有很CLASS的話,就很可能出現PermGen space錯誤，這種錯誤常見在web伺服器對JSP進行pre compile的時候。如果你的WEB APP下都用了大量的第三方jar, 其大小超過了jvm預設的大小(4M)那麼就會產生此錯誤資訊了。

解決方法

手動設定MaxPermSize大小

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat（Linux下為catalina.sh），在程式碼
“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行：

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m

“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行：

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m

catalina.sh檔案的修改如下。

Java程式碼

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m"

3.分析java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

發現很多人把問題歸因於： spring,hibernate,tomcat，因為他們動態產生類,導致JVM中的permanent heap溢位 。然後解決方法眾說紛紜，有人說升級 tomcat版本到最新甚至乾脆不用tomcat。還有人懷疑spring的問題，在spring論壇上討論很激烈，因為spring在AOP時使用CBLIB會動態產生很多類。

但問題是為什麼這些王牌的開源會出現同一個問題呢，那麼是不是更基礎的原因呢？tomcat在Q&A很隱晦的回答了這一點，我們知道這個問題，但這個問題是由一個更基礎的問題產生。

於是有人對更基礎的JVM做了檢查，發現了問題的關鍵。原來SUN 的JVM把記憶體分了不同的區，其中一個就是permenter區用來存放用得非常多的類和類描述。本來SUN設計的時候認為這個區域在JVM啟動的時候就固定了，但他沒有想到現在動態會用得這麼廣泛。而且這個區域有特殊的垃圾收回機制，現在的問題是動態載入類到這個區域後，gc根本沒辦法回收！

對於以上兩個問題，我的處理是：

在catalina.bat的第一行增加：

set JAVA_OPTS=-Xms64m -Xmx256m -XX:PermSize=128M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m

在catalina.sh的第一行增加：

JAVA_OPTS= -Xms64m -Xmx256m -XX:PermSize=128M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m

寫在最後

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最後，附上併發程式設計需要掌握的核心技能知識圖，祝大家在學習併發程式設計時，少走彎路。

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