JAVA进程占用高内存原因分析与优化方法

　　首先看一下一个java进程的jmap输出：

代码如下

[lex@chou ~]$ jmap -heap 837
Attaching to process ID 837, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 20.10-b01

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 2 thread(s)

Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 40
MaxHeapFreeRatio = 70
MaxHeapSize = 4294967296 (4096.0MB)
NewSize = 1310720 (1.25MB)
MaxNewSize = 17592186044415 MB
OldSize = 5439488 (5.1875MB)
NewRatio = 2
SurvivorRatio = 8
PermSize = 21757952 (20.75MB)
MaxPermSize = 85983232 (82.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
capacity = 41025536 (39.125MB)
used = 18413552 (17.560531616210938MB)
free = 22611984 (21.564468383789062MB)
44.883147900858624% used
From Space:
capacity = 4325376 (4.125MB)
used = 3702784 (3.53125MB)
free = 622592 (0.59375MB)
85.60606060606061% used
To Space:
capacity = 4521984 (4.3125MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 4521984 (4.3125MB)
0.0% used
PS Old Generation
capacity = 539820032 (514.8125MB)
used = 108786168 (103.74657440185547MB)
free = 431033864 (411.06592559814453MB)
20.152302906758376% used
PS Perm Generation
capacity = 85983232 (82.0MB)
used = 60770232 (57.95500946044922MB)
free = 25213000 (24.04499053955078MB)
70.67684080542588% used

　　然后再用ps看看：

代码如下 [lex@chou ~]$ ps -p 837 -o vsz,rss
VSZ RSS
7794992 3047320

　　关于这里的几个generation网上资料一大把就不细说了，这里算一下求和可以得知前者总共给Java环境分配了644M的内存，而ps输出的VSZ和RSS分别是7.4G和2.9G，这到底是怎么回事呢?

　　前面jmap输出的内容里，MaxHeapSize 是在命令行上配的，-Xmx4096m，这个java程序可以用到的最大堆内存。

　　VSZ是指已分配的线性空间大小，这个大小通常并不等于程序实际用到的内存大小，产生这个的可能性很多，比如内存映射，共享的动态库，或者向系统申请了更多的堆，都会扩展线性空间大小，要查看一个进程有哪些内存映射，可以使用 pmap 命令来查看：

代码如下 [lex@chou ~]$ pmap -x 837
837: java
Address Kbytes RSS Dirty Mode Mapping
0000000040000000 36 4 0 r-x-- java
0000000040108000 8 8 8 rwx-- java
00000000418c9000 13676 13676 13676 rwx-- [ anon ]
00000006fae00000 83968 83968 83968 rwx-- [ anon ]
0000000700000000 527168 451636 451636 rwx-- [ anon ]
00000007202d0000 127040 0 0 ----- [ anon ]
...
...
00007f55ee124000 4 4 0 r-xs- az.png
00007fff017ff000 4 4 0 r-x-- [ anon ]
ffffffffff600000 4 0 0 r-x-- [ anon ]
---------------- ------ ------ ------
total kB 7796020 3037264 3023928

　　这里可以看到很多anon，这些表示这块内存是由mmap分配的。

　　RSZ是Resident Set Size，常驻内存大小，即进程实际占用的物理内存大小， 在现在这个例子当中，RSZ和实际堆内存占用差了2.3G，这2.3G的内存组成分别为：

　　JVM本身需要的内存，包括其加载的第三方库以及这些库分配的内存

　　NIO的DirectBuffer是分配的native memory

　　内存映射文件，包括JVM加载的一些JAR和第三方库，以及程序内部用到的。上面 pmap 输出的内容里，有一些静态文件所占用的大小不在Java的heap里，因此作为一个Web服务器，赶紧把静态文件从这个Web服务器中人移开吧，放到nginx或者CDN里去吧。

　　JIT， JVM会将Class编译成native代码，这些内存也不会少，如果使用了Spring的AOP，CGLIB会生成更多的类，JIT的内存开销也会随之变大，而且Class本身JVM的GC会将其放到Perm Generation里去，很难被回收掉，面对这种情况，应该让JVM使用ConcurrentMarkSweep GC，并启用这个GC的相关参数允许将不使用的class从Perm Generation中移除， 参数配置： -XX:+UseConcMarkSweepGC -X:+CMSPermGenSweepingEnabled -X:+CMSClassUnloadingEnabled，如果不需要移除而Perm Generation空间不够，可以加大一点： -X:PermSize=256M -X:MaxPermSize=512M

　　JNI，一些JNI接口调用的native库也会分配一些内存，如果遇到JNI库的内存泄露，可以使用valgrind等内存泄露工具来检测

　　线程栈，每个线程都会有自己的栈空间，如果线程一多，这个的开销就很明显了

　　jmap/jstack 采样，频繁的采样也会增加内存占用，如果你有服务器健康监控，记得这个频率别太高，否则健康监控变成致病监控了。

　　关于JVM的几个GC堆和GC的情况，可以用jstat来监控，例如监控进程837每隔1000毫秒刷新一次，输出20次：

代码如下 [lex@chou ~]$ jstat -gcutil 837 1000 20
S0 S1 E O P YGC YGCT FGC FGCT GCT
0.00 80.43 24.62 87.44 98.29 7101 119.652 40 19.719 139.371
0.00 80.43 33.14 87.44 98.29 7101 119.652 40 19.719 139.371

　　几个字段分别含义如下：

　　S0

　　年轻代中第一个survivor(幸存区)已使用的占当前容量百分比

　　S1

　　年轻代中第二个survivor(幸存区)已使用的占当前容量百分比

　　E

　　年轻代中Eden(伊甸园)已使用的占当前容量百分比

　　O

　　old代已使用的占当前容量百分比

　　P

　　perm代已使用的占当前容量百分比

　　YGC

　　从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数

　　YGCT

　　从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)

　　FGC

　　从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数

　　FGCT

　　从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)

　　GCT

　　从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

　　结论

　　因此如果正常情况下jmap输出的内存占用远小于 RSZ，可以不用太担心，除非发生一些严重错误，比如PermGen空间满了导致OutOfMemoryError发生，或者RSZ太高导致引起系统公愤被OOM Killer给干掉，就得注意了，该加内存加内存，没钱买内存加交换空间，或者按上面列的组成部分逐一排除。

　　这几个内存指标之间的关系是：VSZ >> RSZ >> Java程序实际使用的堆大小