升级到Spring 5.3.x之后,GC次数急剧增加,我TM人傻了

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最近我们项目升级到了 Spring Boot 2.4.6 + Spring Cloud 2020.0.x,通过我的另一系列即可看出:Spring Cloud 升级之路。但是升级后,我们发现 YoungGC 明显增高,分配对象速率明显增高,但是晋升的对象并没有增多,证明都是新创建的对象并且没过多久就可以被回收。我们来看其中一个进程的监控,这时候的 http 请求速率大概在 100 左右:

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这就很奇怪了,请求速率并没有那么大,但是通过监控可以看出每秒钟分配了将近两个 G 的内存。在升级之前,这个分配速率大概在 100~200 MB 左右,在同等请求速率下。那么这多出来的内存究竟是哪里消耗的呢?

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我们需要看一下内存中各种对象的统计数据,即使用 jmap 命令。同时不能只查看存活对象的统计,因为从监控中看出来并不是老年代对象过多,因为晋升的对象并没有增多,相反的,我们如果我们能排除现在还存活的对象就更好了。同时,由于 GC 相当频繁,1s 左右就会有一次。所以基本不能期望一次就能抓到我们想要的 jmap。同时 jmap 会导致所有线程进入 safepoint 从而 STW,对线上有一定影响,所以不能太频繁 jmap。所以,我们采取如下策略:

扩容一个实例,之后将一个实例,通过注册中心以及限流器将某个实例的流量切走一半;

针对这个实例,连续执行 jmap -histo(统计所有对象) 以及 jmap -histo:live(仅统计存活对象);

重复第二步 5 次,每次间隔 100ms,300ms,500ms,700ms;

去掉限流这个实例的限流,将新扩容的实例关闭。

通过这几次的 jmap 对比,我们发现 jmap 统计中排在前面的对象类型有一个 spring 框架的:

num #instances #bytes class name (module) ------------------------------------------------------- 1: 7993252 601860528 [B (java.base@11.0.8) 2: 360025 296261160 [C (java.base@11.0.8) 3: 10338806 246557984 [Ljava.lang.Object; (java.base@11.0.8) 4: 6314471 151547304 java.lang.String (java.base@11.0.8) 5: 48170 135607088 [J (java.base@11.0.8) 6: 314420 126487344 [I (java.base@11.0.8) 7: 4591109 110100264 [Ljava.lang.Class; (java.base@11.0.8) 8: 245542 55001408 org.springframework.core.ResolvableType 9: 205234 29042280 [Ljava.util.HashMap$Node; (java.base@11.0.8) 10: 386252 24720128 [org.springframework.core.ResolvableType; 11: 699929 22397728 java.sql.Timestamp (java.sql@11.0.8) 12: 89150 21281256 [Ljava.beans.PropertyDescriptor; (java.desktop@11.0.8) 13: 519029 16608928 java.util.HashMap$Node (java.base@11.0.8) 14: 598728 14369472 java.util.ArrayList (java.base@11.0.8)

这个对象是怎么创建出来的呢?如何定位一个已经不再存活的频繁创建对象,并且这个对象类型是框架内部的

首先,MAT(Eclipse Memory Analyzer)+ jmap dump 这种整个堆分析,并不太适用,原因是:

对象已经不再存活,MAT 更适合对于内存泄漏的分析,我们这里是创建出来很多预期外的对象,占用了大量内存,这些对象很快就不再存活。

MAT 对于不再存活的对象,无法准确分析出创建者,主要因为 dump 的时候不确定是否能抓到我们想要的信息,或者有很多信息噪声。

虽然这个问题不能这么定位,我还是将我采集的 jmap dump 结果放在这里用 MAT 分析的结果展示出来给大家看下:

那么接下来怎么分析呢?这就又用到了我们的老朋友,JFR + JMC。老读者知道,我经常使用 JFR 定位线上问题,这里怎么使用呢?并没有直接的 JFR 事件统计经常创建哪些对象,但是呢,有间接的事件,可以间接体现是谁创建了这么多对象。我一般这么定位:

通过线程分配对象统计事件查看是哪个线程分配对象过多(Thread Allocation Statistics)。

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