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[Java教程]Tomcat 内存溢出对应解决方式


 

1.Tomcat内存溢出的原因

  生产环境中Tomcat内存设置不好很容易出现内存溢出。造成内存溢出是不一样的,当然处理方式也不一样。

  这里根据平时遇到的情况和相关资料进行一个总结。常见的一般会有下面三种情况:

  • OutOfMemoryError: Java heap space
  • OutOfMemoryError: PermGen space
  • OutOfMemoryError: unable to create new native thread.

  Tomcat内存溢出解决方案

  对于前两种情况,在应用本身没有内存泄露的情况下可以用设置tomcat jvm参数来解决。(-Xms -Xmx -XX:PermSize -XX:MaxPermSize)

  最后一种可能需要调整操作系统和tomcat jvm参数同时调整才能达到目的。

2.OutOfMemoryError 堆内存溢出

   a.原因分析:

      JVM堆的设置是指java程序运行过程中JVM可以调配使用的内存空间的设置.

      JVM在启动的时候会自动设置Heap size的值,其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64,最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。

      可以利用JVM提供的-Xmn -       Xms -Xmx等选项可进行设置。Heap size 的大小是Young Generation 和Tenured Generaion 之和。

      在JVM中如果98%的时间是用于GC且可用的Heap size 不足2%的时候将抛出此异常信息。

      Heap Size 最大不要超过可用物理内存的80%,一般的要将-Xms和-Xmx选项设置为相同,而-Xmn为1/4的-Xmx值。

  -Xms:初始堆大小

  -Xmx:最大堆大小

  但堆的大小受下面三方面影响:

  1.相关操作系统的数据模型(32-bt还是64-bit)限制;(32位系统下,一般限制在1.5G~2G;我在2003 server 系统下(物理内存:4G和6G,jdk:1.6)测试 1612M,64位操作系统对内存无限制。)

  2.系统的可用虚拟内存限制;

  3.系统的可用物理内存限制。

  -Xms -Xmx一般配置成一样比较好比如set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m

     其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64,最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项可进行设置

   b.实例,以下给出1G内存环境下java jvm 的参数设置参考:

      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"

     服务器为1G内存:JAVA_OPTS="-server -Xms800m -Xmx800m -XX:PermSize=64M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=128m -Djava.awt.headless=true "

     服务器为64位、2G内存: JAVA_OPTS='-server -Xms1024m -Xmx1536m -XX:PermSize=128M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m'

---------------------------------------解决方案2.1:------------------------------------------------------

前提:是执行startup.bat启动tomcat的方式

Linux服务器:

在/usr/local/apache-tomcat-5.5.23/bin 目录下的catalina.sh

添加:JAVA_OPTS='-Xms512m -Xmx1024m'

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

        或者 CATALINA_OPTS="-server -Xms256m -Xmx300m"

Windows服务器:

在catalina.bat最前面加入

set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m

或者set CATALINA_OPTS=-Xmx300M -Xms256M

(区别是一个直接设置jvm内存, 另一个设置tomcat内存,CATALINA_OPTS似乎可以与JAVA_OPTS不加区别的使用)

基本参数说明

-client,-server

两个参数用于设置虚拟机使用何种运行模式,作为第一个参数,client模式启动比较快,但运行时性能和内存管理效率不如server模式,通常用于客户端应用程序。

server模式启动比client慢,但可获得更高的运行性能。

在windows上,缺省的虚拟机类型为client模式,如果要使用server模式,就需要在启动虚拟机时加-server参数,以获得更高性能,对服务器端应用,推荐采用server模式,尤其是多个CPU的系统。

在Linux,Solaris上缺省采用server模式。

-Xms<size>

设置虚拟机可用内存堆的初始大小,缺省单位为字节,该大小为1024的整数倍并且要大于1MB,可用k(K)或m(M)为单位来设置较大的内存数。初始堆大小为2MB。加“m”说明是MB,否则就是KB了。

例如:-Xms6400K,-Xms256M

-Xmx<size>

设置虚拟机 的最大可用大小,缺省单位为字节。该值必须为1024整数倍,并且要大于2MB。可用k(K)或m(M)为单位来设置较大的内存数。缺省堆最大值为64MB。

例如:-Xmx81920K,-Xmx80M

当应用程序申请了大内存运行时虚拟机抛出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space错误,就需要使用-Xmx设置较大的可用内存堆。

PermSize/MaxPermSize:定义Perm段的尺寸,即永久保存区域的大小,PermSize为JVM启动时初始化Perm的内存大小;MaxPermSize为最大可占用的Perm内存大小。

在用户生产环境上一般将这两个值设为相同,以减少运行期间系统在内存申请上所花的开销。

如果用startup.bat启动tomcat,OK设置生效.够成功的分配200M内存.

--------------------------------------解决方案2.2:-----------------------------------------------------

前提:是执行startup.bat启动tomcat的方式

手动设置Heap size

Windows服务器:

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

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

注:JAVA_OPTS是保留先前设置。

Linux服务器:

修改TOMCAT_HOME/bin/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"

注:$JAVA_OPTS是保留先前设置。

------------------------------------------解决方案2.3:--------------------------------------------------
前提:是执行windows的系统服务启动tomcat的方式
但是如果不是执行startup.bat启动tomcat而是利用windows的系统服务启动tomcat服务,上面的设置就不生效了,
就是说set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m 没起作用.上面分配200M内存就OOM了..
windows服务执行的是bin\tomcat.exe.他读取注册表中的值,而不是catalina.bat的设置.

解决办法:
修改注册表HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Apache Software Foundation\Tomcat Service Manager\Tomcat5\Parameters\JavaOptions
原值为
-Dcatalina.home="C:\ApacheGroup\Tomcat 5.0"
-Djava.endorsed.dirs="C:\ApacheGroup\Tomcat 5.0\common\endorsed"
-Xrs
加入 -Xms300m -Xmx350m
重起tomcat服务,设置生效

3.OutOfMemoryError 永久保存区域溢出

a.原因分析:

      PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域。

      这块内存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGen space中,它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,

      GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对PermGen space进行清理,所以如果你的应用中有很CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误。

      这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。如果你的WEB APP下都用了大量的第三方jar, 其大小超过了jvm默认的大小(4M)那么就会产生此错误信息了。

      但目前的hibernate和spring项目中也很容易出现这样的问题。可能是由于这些框架会动态class,而且jvm的gc是不会清理PemGen space的,超过了jvm默认的大小(4M),导致内存溢出。

b.建议:

      将相同的第三方jar文件移置到tomcat/shared/lib目录下,这样可以达到减少jar 文档重复占用内存的目的。

      这一个一般是加大-XX:PermSize -XX:MaxPermSize 来解决问题。  -XX:PermSize 永久保存区域初始大小  -XX:PermSize 永久保存区域初始最大值

  这一般结合第一条使用,比如 set JAVA_OPTS= -Xms1024m -Xmx1024m -XX:PermSize=128M -XX:PermSize=256M

---------------------------------------解决方案3.1:-----------------------------------------------------

Linux服务器:

在catalina.sh的第一行增加:

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

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

JAVA_OPTS="-server -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128m

Windows服务器:

在catalina.bat的第一行增加:

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

----------------------------------------解决方案2:-------------------------------------------------------

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat(Linux下为catalina.sh)

“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下为:

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

3.OutOfMemoryError 无法创建新的线程

  这种现象比较少见,也比较奇怪,主要是和jvm与系统内存的比例有关。

  这种怪事是因为JVM已经被系统分配了大量的内存(比如1.5G),并且它至少要占用可用内存的一半。

      在线程个数很多的情况下,你分配给JVM的内存越多,那么,上述错误发生的可能性就越大。

a.原因分析
  每一个32位的进程最多可以使用2G的可用内存,因为另外2G被操作系统保留。这里假设使用1.5G给JVM,那么还余下500M可用内存。

      这500M内存中的一部分必须用于系统dll的加载,那么真正剩下的也许只有400M。

      当你使用Java创建一个线程,在JVM的内存里也会创建一个Thread对象,但是同时也会在操作系统里创建一个真正的物理线程(参考JVM规范)。

      操作系统会在余下的 400兆内存里创建这个物理线程,而不是在JVM的1500M的内存堆里创建。

      在jdk1.4里头,默认的栈大小是256KB,但是在jdk1.5里头,默认的栈大小为1M每线程。

      因此,在余下400M的可用内存里边我们最多也只能创建400个可用线程。

  这样结论就出来了,要想创建更多的线程,你必须减少分配给JVM的最大内存。还有一种做法是让JVM宿主在你的JNI代码里边。

  给出一个有关能够创建线程的最大个数的估算公式:

  (MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads

  对于jdk1.5而言,假设操作系统保留120M内存:

  1.5GB JVM: (2GB-1.5Gb-120MB)/(1MB) = ~380 threads

  1.0GB JVM: (2GB-1.0Gb-120MB)/(1MB) = ~880 threads

  因此这种情况需要结合操作系统进行相关调整,结合不同情况对tomcat内存分配进行不同的诊断才能从根本上解决问题。

      检测当前JVM内存使用情况:

      System.out.println("JVM MAX MEMORY: " + Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024/1024+"M");

      System.out.println("JVM IS USING MEMORY:" + Runtime.getRuntime().totalMemory()/1024/1024+"M");

      System.out.println("JVM IS FREE MEMORY:" + Runtime.getRuntime().freeMemory()/1024/1024+"M");

这三个方法都是说JVM的内存使用情况而不是操作系统的内存:

  maxMemory()这个方法返回的是java虚拟机(这个进程)能构从操作系统那里挖到的最大的内存,以字节为单位。

     如果在运行java程序的时候,没有添加-Xmx参数,那么就是64兆,也就是说maxMemory()返回的大约是64*1024*1024字节,这是java虚拟机默认情况下能从操作系统那里挖到的最大的内存。

     如果添加了-Xmx参数,将以这个参数后面的值为准,例如java -cp ClassPath -Xmx512m ClassName,那么最大内存就是512*1024*0124字节。

     totalMemory()这个方法返回的是java虚拟机现在已经从操作系统那里挖过来的内存大小,也就是java虚拟机这个进程当时所占用的所有内存。

     如果在运行java的时候没有添加-Xms参数,那么,在java程序运行的过程的,内存总是慢慢的从操作系统那里挖的,基本上是用多少挖多少,直挖到maxMemory()为止,所以totalMemory()是慢慢增大的。

     如果用了-Xms参数,程序在启动的时候就会无条件的从操作系统中挖-Xms后面定义的内存数,然后在这些内存用的差不多的时候,再去挖。

  freeMemory()是什么呢,刚才讲到如果在运行java的时候没有添加-Xms参数。

      在java程序运行的过程的,内存总是慢慢的从操作系统那里挖的,基本上是用多少挖多少。

      但是java虚拟机100%的情况下是会稍微多挖一点的,这些挖过来而又没有用上的内存,实际上就是freeMemory()。

      所以freeMemory()的值一般情况下都是很小的,但是如果你在运行java程序的时候使用了-Xms。

       这个时候因为程序在启动的时候就会无条件的从操作系统中挖-Xms后面定义的内存数。挖过来的内存可能大部分没用上,所以这个时候freeMemory()可能会有些大。

------------------------------------------------解决方案------------------------------------------------------

JVM堆大小的调整

   Sun HotSpot 1.4.1使用分代收集器,它把堆分为三个主要的域:新域、旧域以及永久域。

      Jvm生成的所有新对象放在新域中。一旦对象经历了一定数量的垃圾收集循环后,便获得使用期并进入旧域。

      在永久域中jvm则存储class和method对象。就配置而言,永久域是一个独立域并且不认为是堆的一部分。

  下面介绍如何控制这些域的大小。可使用-Xms和-Xmx 控制整个堆的原始大小或最大值。

  下面的命令是把初始大小设置为128M:

  java –Xms128m

  –Xmx256m为控制新域的大小,可使用-XX:NewRatio设置新域在堆中所占的比例。

  下面的命令把整个堆设置成128m,新域比率设置成3,即新域与旧域比例为1:3,新域为堆的1/4或32M:

      java –Xms128m –Xmx128m

     –XX:NewRatio =3可使用-XX:NewSize和-XX:MaxNewsize设置新域的初始值和最大值。

  下面的命令把新域的初始值和最大值设置成64m:

      java –Xms256m –Xmx256m –Xmn64m

  永久域默认大小为4m。运行程序时,jvm会调整永久域的大小以满足需要。每次调整时,jvm会对堆进行一次完全的垃圾收集。

  使用-XX:MaxPerSize标志来增加永久域搭大小。在WebLogic Server应用程序加载较多类时,经常需要增加永久域的最大值。

      当jvm加载类时,永久域中的对象急剧增加,从而使jvm不断调整永久域大小。为了避免调整,可使用-XX:PerSize标志设置初始值。

  下面把永久域初始值设置成32m,最大值设置成64m。

     java -Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:PermSize=32m -XX:MaxPermSize=64m