JDK+apache+tomcat,网站运行一段时间内存变化太大

fengyun32

tomcat :凌晨二点至八点期间:从997MB降到260MB 每半个小时提取内存监控!
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huiguiziran111

看都看不清楚的

lester0820

麻烦楼上的所有人学会用“回车”好么。。。哎

HB07140030

内存稳定，不泄漏才能把网站服务器做的很稳定，网站才不会因为时间的推移，访问的顾客数量的增加，出现宕机死机的现象。如何才能把网站做得稳定呢？除了要求程序员编写强壮的程序代码外，还要求挑选健壮的web server 软件。UFO不会出现一个字节的内存泄漏，UFO在托管机房丢包率很高、遭受Hacker攻击、互联网 骨干网被黑等恶劣的环境条件下仍然能很好地运行；UFO在对付Hacker方面（防Hacker弄down和Hacker抓取不该访问的资源）也有足够措施。
UFO是世界上最稳定最快的支持Jsp的Web Server，用UFO做Web Server，网站可以做到一万年也不down，对于Jsp程序的各种问题，UFO的作者也会免费帮您解决。下载网址：www.gm365.com

超越自我

术语说明：
IBM Websphere Application Server：WAS，WebSphere本身是一个平台，产品家族
OutOfMemoryError：OOM，内存泄漏，内存溢出
Gabage Collection：GC，自动垃圾回收
Content Management System：CMS，就是给新闻类门户网站编辑们用的系统

我们诊断大体上经历了以下几个阶段：
1、按Job调度线程池引起内存泄漏诊断：因为很多次OOM是发生在某个特定时候，譬如14：30、22：40左右。
2、按应用程序引起内存泄漏诊断：用JProfiler等工具探测：因为总是发生OOM。
3、分离WAS怀疑有OOM的应用：因为每个WAS应用太多，20来个，混一起没法定位。
4、用IBM官方heap、GC分析工具。以及和IBM技术支持联系。WAS、AIX参数优化。
5、隔离出WAS超级恶魔程序：一个CMS产品。
6、WAS、AIX参数优化、设置。

我们走到第5步时，才出现效果。计算一下，那时已经过去一个月了。服务器宕机、系统不稳定，在这个验收的时候，客户已经忍无可忍，以致后来的每一次行动都得胆战心惊得去做。

一、按Job调度线程池导致内存泄漏诊断
因为从我们WAS的日志(默认是native_stderr.log)来看，最近半年的宕机时间都有一个明显时间规律。见附件截图Job1-1.png。
我想，做过Java服务器性能调优的朋友，都知道在Web容器里面启线程池是个不太好的做法，因为Web容器本身有一个线程池，譬如Servlet线程池（Tomcat默认起25个），而自启的线程池很容易导致Servlet线程管理混乱，最终导致GC问题。我们的现象似乎和那很符合。如果我们沿着这个思路做下去，具体怎样实施呢？

我们的WAS上部署了20个左右的Web应用，譬如Lucene全文检索、B2B行业数据同步等，都是通过Quartz的Job调度做的，当然还有很多其它调度。当时，由我负责，通知相关负责人，将定时调度暂时去掉。观察了几天，后来发现问题依然存在，不过时间有点随机了。
     不过，最后还是发现OOM不是由Job调度引起的。
  也就是说，我们这个方案是失败的。而且，我们的很多想法都是臆测的，没有可靠的根据，也没有方向，再加上我是第一次处理这种问题，这导致后来查找问题的艰难。但是，仔细想想，我们又能拿什么做依据呢？出现OOM错误，我想大多数人想到的，除了JVM参数设置，就是内存泄漏。其实，OOM发生有很多种情况，在IBM、Sun、BEA等不同虚拟机上，因为GC机制不一样，所以原因一般都不同，容易定位难度也不一样。下文会谈到。
     于是，我们干脆釜底抽薪分析问题吧：用JProfiler检测。

二、按应用程序导致内存泄漏诊断，JProfiler检测
   如果遇到OOM问题，我想大家都会想到内存检测工具，现在最可靠的还是下面三种分析工具：Borland 的Optimizeit Suite，Quest的JProbe，ej-technologies的JProfiler。但面临三个问题：
1、三个都是商业产品，公司暂时没有买，必须自己下载，而且要找序列号。
2、工具必须支持AIX5.3＋JDK1.42＋WAS6.0，不是Windows平台。
3、工具必须在客户真实环境下部署，对客户的业务不能有冲击，也就是说部署测试工具前，必须做个大量测试，对工具非常熟练，遇到意外可以立即恢复现场。
Note:项目上线后，而不是测试或试运行阶段遇到此类问题，非常考验人；另外一个，就是性能和可伸缩性问题，很可能把整个项目给毁了。

当我决定要这么做后，就立即动手查阅这些工具的官方文档，用emule下载，最终都下载到了。试用后，最终选择了JProfiler4.03，比起其它工具，它界面美观、清晰、功能强大、集成度高(Heap,Memory,CPU,Thread都统一了)。另外，JProbe没有AIX版本，这也是放弃它的一个原因。

JVM的Profiler原理，都是通过JVM内置的的标准C语言Profiler 接口收集数据，然后通过Profiler工具的客户端展现。也就是说各厂商的Profiler工具，都有两个部分，一个部分是Profiler Agent，和JVM绑定，负责收集JVM内部数据，譬如方法调用次数、耗费时间等；另外一个部分就是Profiler front-end。通过Profiler工具的自定义local或remote协议传输到front-end，其实，我们最常用的JavaIDE的debug功能就是在此基础上的（JPDA）。（JProfiler的截图http://www.ej-technologies.com/p ... er/screenshots.html ）。
下面是Sun官方文档：
JDK1.42及以前是JVM PI：http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/jvmpi/jvmpi.html
JDK1.5是JVM TI：http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/jvmti/jvmti.html
具体到JProfiler的配置上，专门针对JDK1.4和1.5的JVM配置差别很大。
  
我用的JProfiler是4.31版本，透露给大家一个万能序列号吧(这东西不太好找)，对各版本应该都支持。深入了解Java，这类工具是不可少的：
Name: License for You
Lincese Code: A-G667#42616F-10kg1r134fq9m#2217

为了保证真实环境的检测成功，我做了大量的试验，譬如：
1、Windows系列的本地、远程测试。
2、AIX的远程测试。
3、Tomcat5.0、WebLogic8.14、WebSphere6.02，以及上述两种方式的组合测试，排列组合，场景不下10个。
当时也参阅了大量JVM文档，JProfiler官方几百页英文文档，辅助的JProbe对照。而且也制造过内存泄漏造成的OOM场景。
当然，要是在几个月前，在客户那边部署的测试环境时，就进行测试该多好啊。

在公司内部，我用JProfiler测试了我们当时部署的几个应用，没有发现内存泄漏，所以，我们最怀疑的是就是CMS系统。因为出问题的那个WAS上它占去了90％的负荷（我们有多台AIX、WAS服务器）。该CMS超级庞大，感觉著名的赛迪网就用它，当时该CMS厂商给我们部署都花了快一个月。所以再重新部署一套测试环境也挺困难。另外，CMS提供商不给lisence。现在测试，客户早就对我们恼火了，当然不怎么配合，这对我们工作的开展就有很大的挑战。

在大致可以确定万无一失的情况下，我们最终决定在客户的真实环境下测试。也就是让JProfiler的agent端直接在WAS的JVM里面启动（北京IDC），然后远程（大连）监控。
本来该模式在另外几个应用的测试都通过了（因为北京IDC那边好几台AIX服务器）。但一部署上，客户的一些编辑用CMS时就感觉超级慢，尽管我们用了JProfiler的最小负载模式。半个小时后，客户实在无法忍受，打电话过来，又把我们部长和经理训了一顿，还要写书面报告。我们被迫马山中止测试，恢复现场。

虽然JProfiler也支持客户那边的环境，但还是有bug，至少负载一高就有严重的性能问题，几乎导致系统挂起，这是我当时没有料到的。JProfiler一启动，WAS的启动时间就由原来的3分钟降到10分钟，而且系统响应明显变慢，我们具体的环境如下（排列组合恐怕不下20种）：
1、AIX5.3，Power PC64位（不是32位）
2、WebSphere6.0
3、IBM JVM1.42
4、Remote 模式

我后来仔细读了一下JProfiler的changeLog，发现对上面的环境支持不够也很正常，因为官方在最近的4.3.x版本下陆续有对IBM JVM和Websphere6.0的features和bug fix：http://www.ej-technologies.com/download/jprofiler/changelog.html

进行到这一步，我忽然觉得无计可施了 ，此时已经过了三周。
上面的策略，我认为是很正统的处理方法。谁怪我们当初项目上线时没有进行充分的测试呢？其实，这类测试没做也正常，OOM这类问题谁都无法预测。

到这个时候，我想肯定有人会问我？你知道导致JVM的OOM有几种情况吗？在当时，我想到了以下五种：
1、JVM的heap最小、最大值没有设，或不合理。
2、JVM的maxPermSize没有设置（这个IBM的JVM没有，一设置JVM就起不来）。
对于Sun和BEA的JVM，以上两种参数设置，可以排除90％以上的非程序内存溢出导致的OOM。
3、程序内存泄漏
4、有的JVM，当在80%的CPU时间内，不能GC出2%的heap时，也发生OOM（IBM的JVM就是，但我没有验证）
5、JVM本身内存泄漏（JVM有bug不是不可能）

现在的难题是，如果是那个可怕的CMS程序本身有内存溢出，在产品环境下，我们怎么去验证？我们自己开发的10来个web应用，测试并不是很难，在公司测试都可以。但是，我现在最想解决的，就是CMS测试的问题。而且，在我们那种环境下，该CMS产品供应商并没有透露成功案例。

其实，最后发现，并不是内存泄漏造成的，因为我们的heap走势都很平稳。纳闷的是，有1000M的heap，每次在heap只被占用400来M时就发生OOM，没有任何预兆。大家猜猜，会是什么原因 ？这个问题我到后面相关章节再说吧。

既然我们所有的矛头都指向那个可怕的CMS系统，现在就是考虑隔离的问题。如果我们验证这个问题是CMS造成的，那么大部分责任就应该由CMS厂商承担 。
既然CMS我们不敢移（费劲，而且客户在正式用），那我就移我们开发的10来个web系统吧。

三、移出除CMS系统以外的所有应用
说起来容易啊，做呢？ 隔离（移动）工作由我负责，具体涉及到10来个相关负责人。
转移工作，必须处理好很多问题，就说几个印象最深的吧：
1、某些应用，如Blog和BBS，都涉及到文件、图片上传目录和产品本身的环境，如 JDBC连接池、Cache位置。
2、目标服务器本身的环境，WAS安装环境、网络等。
3、移植时的先后顺序、调度，各应用内部本身的约束关系。
4、移植后的测试。
当然，还有一个最严峻的问题，客户允许我们这么做吗？对它们目前运行的系统有多大影响？风险如何评估？

这个工作持续了一天，已经完成了80％的工作，到第二天，客户又恼火了：WAS又宕机了。
为什么？这确实是WAS的一个bug：WAS的后台随便一操作，heap就会突然上升几百M，导致JVM内存不够。不过WAS撑住的话，过半小时后就会降下来，我估计是WAS后台对用户操作状态、文件都缓存到Session里面。你们可以检查类似这样的一个文件夹：d:\IBM\WebSphere\AppServer\profiles\AppSrv01\wstemp，我不知道为什么WAS不主动去清除它，它偷偷的就上升到几个G，系统硬盘可能不久就后就会空间不足，WAS莫名迟缓、最后死掉。听过WAS6.0以前这个目录更夸张。大家见我附件的截图WAS_Console.png那个尖峰。

咋办？经理也已经不敢让我们继续铤而走险了。这个方案最终又以失败告终 。

不过，最后我们还是发现问题出在CMS上。我们以前把这个问题向CMS技术支持反映，有大量依据和现象，并且把相关日志都给它们。过了两天，他们最后竟然只回了一句话“从给我的两个日志来看，没有找到任何与XXX有关的东西....”。TMD！我真的很生气 ，它们的产品都折磨我们半年之久了。不过，看他们对IBM的WAS和JVM也不懂，我也就不想再说什么了。下面是我的邮件，公司机密部分都隐去了：

超越自我

内存泄漏检测工具


1.ccmalloc－Linux和Solaris下对C和C++程序的简单的使用内存泄漏和malloc调试库。
2.Dmalloc－Debug Malloc Library.
3.Electric Fence－Linux分发版中由Bruce Perens编写的malloc()调试库。
4.Leaky－Linux下检测内存泄漏的程序。
5.LeakTracer－Linux、Solaris和HP-UX下跟踪和分析C++程序中的内存泄漏。
6.MEMWATCH－由Johan Lindh编写，是一个开放源代码C语言内存错误检测工具，主要是通过gcc的precessor来进行。
7.Valgrind－Debugging and profiling Linux programs, aiming at programs written in C and C++.
8.KCachegrind－A visualization tool for the profiling data generated by Cachegrind and Calltree.
9.IBM Rational PurifyPlus－帮助开发人员查明C/C++、托管.NET、Java和VB6代码中的性能和可靠性错误。PurifyPlus 将内存错误和泄漏检测、应用程序性能描述、代码覆盖分析等功能组合在一个单一、完整的工具包中。
10.Parasoft Insure++－针对C/C++应用的运行时错误自动检测工具，它能够自动监测C/C++程序，发现其中存在着的内存破坏、内存泄漏、指针错误和I/O等错误。并通过使用一系列独特的技术（SCI技术和变异测试等），彻底的检查和测试我们的代码，精确定位错误的准确位置并给出详细的诊断信息。能作为Microsoft Visual C++的一个插件运行。
11.Compuware DevPartner for Visual C++ BoundsChecker Suite－为C++开发者设计的运行错误检测和调试工具软件。作为Microsoft Visual Studio和C++ 6.0的一个插件运行。
12.Electric Software GlowCode－包括内存泄漏检查，code profiler，函数调用跟踪等功能。给C++和.Net开发者提供完整的错误诊断，和运行时性能分析工具包。
13.Compuware DevPartner Java Edition－包含Java内存检测,代码覆盖率测试,代码性能测试,线程死锁,分布式应用等几大功能模块。
14.Quest JProbe－分析Java的内存泄漏。
15.ej-technologies JProfiler－一个全功能的Java剖析工具，专用于分析J2SE和J2EE应用程序。它把CPU、执行绪和内存的剖析组合在一个强大的应用中。JProfiler可提供许多IDE整合和应用服务器整合用途。JProfiler直觉式的GUI让你可以找到效能瓶颈、抓出内存泄漏、并解决执行绪的问题。4.3.2注册码：A-G666#76114F-1olm9mv1i5uuly#0126
16.BEA JRockit－用来诊断Java内存泄漏并指出根本原因，专门针对Intel平台并得到优化，能在Intel硬件上获得最高的性能。

附录：内存泄漏的发生方式
1.常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。
2.偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。
3.一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块且仅有一块内存发生泄漏。
4.隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。