石家庄Java培训班
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升级Java8可能会踩到的坑
1 背景
java8的正式版本已经发布了2年多了,我们都知道java8更加高效,比如更加高效的G1、更加高效的jit、默认开启TieredCompilation更加高效的工作模式以及和“java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space” 撒油啦啦 等等高大上的性能优化;当然了,这都不是最主要的:
主要原因是因为前一段时间线上tomcat很诡异的就突然挂掉了,经查失败log,是命中了一个jvm crash的bug,bug详见:#/view_bug.do?bug_id=8021898,jdk的1.7.0_60后修复了这个问题,正好看到java8那么多高大上的优化后,就准备一步到位直接升级到java8;
但是理想是美好的,现实是骨感的;我们很荣幸的掉进了坑里了,下面java培训机构主要从spring4.0的坑和新metaspace问题 这2个方面来描述。
2 spring4.0的问题
2.1 前言
上面说了,遇到了jvm的crash的bug,必须要升级jdk的版本;找了套测试环境做了回归,发现没啥问题,非常高兴,准备在线上开搞。
2.2 现象
最开始的找了2组流量相对较小的机器,升级后重启服务没有发现异常现象,以为没啥问题了,就准备开始搞一组qps比较高的机器,替换jdk重启之后没啥问题,然后观察了会,发现load在缓慢上升,紧接着服务的接口开始大量的超时,见下图:
2.3 排查过程
2.3.1 stack排查
首先,是抓了几个tomcat栈log下来,研究栈发现有大量的lock,见下图:
往下继续找正在运行的那个线程,如下图:
通过上面的现象看到,不管是lock的,还是runnable的,都是卡在的spring的代码栈下,这里就有点奇怪了,spring的版本没有升级啊,先否决了,因为java8针对gc和jit有过相关的,首先来开始排查这2者,继续往下;
2.3.2 排查gc
首先排查了gc的问题,发现除了比之前更频繁一点之外,其它没啥区别,也没有触发full gc,基本可以排除。
2.3.3 jit排查
java8针对jit有一些默认的优化,所以发现gc没有问题的情况下,首先想到的就是jit的设置问题。
首先怀疑的是jit的cache的内存大小问题,调大后重启,发现只能延缓一点load升高的时间,没有根本解决问题
然后是调整jit的默认线程数,之前我们是设置了2个线程,使用默认的3个线程,有一定的效果,抗住了20分钟;然后继续调大4、5,发现反而比之前挂了还要快,重启之后基本上就挂了,也基本可以排除。
2.3.4 spring排查
最容易出现问题的方面排查过了,没有发现问题,那就回归栈日志来排查,找不到明显问题,问下Google吧。
还真有发现:spring官网有人汇报过一个bug,SerializableTypeWrapper从jdk的1.7.0_51这个版本开始出现了性能瓶颈,bug地址详见:
#/browse/SPR-11335
我们之前的是用的jdk1.7.0_45这个版本,没有发现这个问题;具体原因在后面来描述。
2.4 解决方案
升级spring的版本就可以解决这个问题。
从4.0.3开始,spring针对jdk8有较大的改善,具体可参见官网说明:#/blog/2014/03/27/spring-framework-4-0-3-released-with-java-8-support-now-production-ready
2.5 问题分析
2..5.1 ResolvableType
首先我们来看下ResolvableType这个类的相关代码,如下图:
可以看到1018-1022行之间,先是从cache中取,如果没有取到,就会往cache中put一个,通过上面的栈可以知道,equals比较耗时(会通过SerializableTypeWrapper生成相关代理),这里get和put之间没有任何拦截措施,get不到直接put,put内部是有lock的,就是我们看到的上面的lock的图,这样就有可能导致大量的线程等待。
按理说即使会慢,也应该只是在刚开始启动的时候,等都初始化完全后,cache中就有了,后面就好了啊,咱们继续往下看。
2.5.2 ConcurrentReferenceHashMap的问题
ConcurrentReferenceHashMap是一个soft cache, 过期的时候会走到put里,加锁等待,导致更多的线程block, 线程block导致tomcat更多的线程同时运行导致gc压力,而soft cache是一个软cache,压力过大时会被gc回收掉,这样会导致soft cache 接连失效;这也就验证了上面开始的gc比之间频繁的问题,这种情况在qps高的服务下会比较容易出现。
2.6 spring的修复方案
2.6.1 ResolvableType
可以看到在get之前加了一个check操作;大体意思就是checker一下cache的有效性,如果cache已过期,把过期的信息强制剔除以提高效率。
2.6.2 SerializableTypeWrapper
可以看到针对equals有优化操作;大体意思是在执行equals方法的时候,直接执行原始的equals,不用再经过多层代理的过滤;尤其是针对ResolvableType这种高执行频率的操作效果较好。
2.7 Metaspace的问题
2.7.1 前言
经过上面的折腾,终于算是把java8用上了,运行了几天之后很正常(其实是我想多了)。
2.7.2 现象
在大概一个星期之后的凌晨,突然收到报警,线上服务swap有报警或者服务挂掉了……
2.7.3 问题排查
查了下原因,问题出现在java8新搞得MetaSpace身上。
2.7.4 概念
首先来介绍2个概念:
2.7.4.1 PermGen
PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域,说说为什么会内存益出:这一部分用于存放Class和Meta的信息,Class在被 Load的时候被放入PermGen space区域,它和和存放Instance的Heap区域不同,所以如果你的APP会LOAD很多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。
2.7.4.2 MetaSpace
Java8将移除永久区,使用本地内存来存储类元数据信息并称之为:元空间(Metaspace)。
Java8的启动参数:PermSize 和 MaxPermSize 会被忽略并给出警告(如果在启用时设置了这两个参数)。
这意味着不会再有java.lang.OutOfMemoryError: PermGen问题,也不再需要你进行调优及监控内存空间的使用……但请等等,这么说还为时过早。在默认情况下,这些改变是透明的,接下来我们的展示将使你知道仍然要关注类元数据内存的占用。请一定要牢记,这个新特性也不能神奇地消除类和类加载器导致的内存泄漏。
2.7.5 Metaspace 容量
默认情况下,类元数据只受可用的本地内存限制(容量取决于是32位或是64位操作系统的可用虚拟内存大小)。
新参数(MaxMetaspaceSize)用于限制本地内存分配给类元数据的大小。如果没有指定这个参数,元空间会在运行时根据需要动态调整。
2.7.6 原因分析
在java8里,由于PermSize 和 MaxPermSize已经失效,而你又正好没有设置MetaspaceSize和MaxMetaspaceSize这2个参数,那么就有可能会导致 metaspace的空间在不停的扩展,会导致机器的内存不足;进而可能出现swap内存被吃;严重可能导致进程直接被系统直接kill掉。
3 总结
升级java8应该注意以下2点:
需配合Spring 4.0.3以上版本使用
需要配置Metaspace大小
暂时为止,升级java8的问题暂时告一段落。
如果你近期有升级java8的计划,正好你也看到了这篇文章,那么恭喜你,你可以少踩2个坑;java8很美好,升级需谨慎。
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