程序化检测内存泄漏

Question

如果我故意创建一个应用程序，它在处理数据时会出现内存泄漏，我可以通过以下方式注意到内存使用情况：

Runtime.getRuntime().freeMemory()

开始在1MB到2MB的空闲内存之间震荡。

然后应用程序进入一个循环：GC，处理一些数据，GC等等。但是由于GC发生得如此频繁，应用程序基本上没有做太多其他事情。即使GUI也需要很长时间才能响应（不，我这里没有谈论EDT问题，实际上VM基本上被卡在某种无尽的GC模式中）。

我想知道：是否有一种编程方式来检测JVM没有足够的内存了呢？

请注意，我没有谈论内存不足错误或检测内存泄漏本身。

我所说的是检测一个应用程序运行的内存非常低，以至于它基本上一直在调用GC，几乎没有时间做其他事情（在我的假设例子中：压缩数据）。

例如，重复读取一分钟内可用内存量的方法是否有效，并查看如果数字一直在下面的不同值之间“振荡”，这个数字都在4MB以下，那么就可以得出结论：发生了某些泄漏，应用程序已经无法使用了吗？

- SyntaxT3rr0r

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我认为更好的想法是修复你的代码。 - San Jacinto

@San Jacinto：你的评论短视而缺乏意义，对SO没有任何贡献。如果你有任何有价值的东西要在SO上提供，请重新阅读问题和答案。 - SyntaxT3rr0r

只有当你的代码出了问题时才会这样。并非所有的第三方软件都是平等的，差距很大。我认为可以插入一个GC钩子……让我看看…… - Mark Storer

@Mark Storer：确切地说……此外，对我来说，仅就理论而言，这是一个有趣的问题。但我预计像San Jacinto所做的评论会出现，毕竟这是SO ;) - SyntaxT3rr0r

我认为你把短视解释为有吸引力是令人震惊的。 :) - Paul Sonier

Answer 1

我在想：是否有一种编程方式可以检测JVM不再具有足够的内存？我认为没有。您可以大致了解在任何给定时刻有多少堆内存空闲，但据我所知，您无法可靠地确定何时会耗尽内存。(当然，您可以执行诸如抓取GC日志文件或尝试选择空闲内存振荡中的模式等操作。但这些可能会因JVM更改而变得不可靠和脆弱。) 但是，还有另一种（并且在我看来更好的）方法。在Hotspot的最新版本（1.6及更高版本）中，您可以调整JVM / GC，以便它更早地放弃并引发OOME。具体而言，可以配置JVM以检查以下内容：在完整GC之后，空闲堆与总堆的比率是否大于给定阈值，以及运行GC所花费的时间是否小于总时间的某个百分比。

相关的JVM参数有"UseGCOverheadLimit"、"GCTimeLimit"和"GCHeapFreeLimit"。不幸的是，Hotspot的调整参数在公共网络上没有很好的文档记录，但这些参数都列在这里。

假设您希望应用程序在没有足够内存运行时做出明智的选择...那么只需使用比默认值更小的"GCTimeLimitor"或"GCHeapFreeLimit"启动JVM即可。 编辑 我发现MemoryPoolMXBean API允许您查看单个内存池（堆）的峰值使用情况并设置阈值。然而，我从未尝试过这种方法，并且API中有很多提示表明并非所有JVM都实现了完整的API。因此，我仍然建议使用HotSpot调整选项方法（参见上文）。

- Stephen C

Answer 2

你可以使用 getHeapMemoryUsage。

- Martin v. Löwis

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然而，这并不能为您提供所需的信息以避免GC抖动；即上一次完整GC后立即有多少内存可用/正在使用。为此，您需要使用MemoryPoolMXBean的阈值/通知方法...如果支持的话。 - Stephen C

Answer 3

我看到两个攻击向量。

要么监视您的内存消耗。

当您更多或 less 经常使用大量可用内存时，很可能存在内存泄漏（或仅使用了太多内存）。虚拟机将不断尝试释放一些内存，但成功的机会不多 => 常高内存使用率。

您需要将其与经常发生但并非内存问题指标的大zigzag模式区分开来。基本上，您使用越来越多的内存，但是当gc找到时间来执行其工作时，它会发现许多垃圾要清理，因此一切都很好。

另一个攻击向量是监视gc运行的频率和成功的种类。如果它经常运行但只获得少量内存增益，则很可能存在问题。

我不知道您是否可以直接从程序中访问此类信息。但如果没有其他方法，我认为您可以在启动时指定参数，使gc日志信息记录到文件中，然后可以解析该文件。

- Jens Schauder

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关于大的锯齿，我在想只有当所有读数都非常接近且都比“X” MB少时才考虑存在问题。 - SyntaxT3rr0r

Answer 4

你可以创建一个新的线程，定时唤醒并计算内存使用量并记录结果。然后，你可以对这个结果进行回归分析来估计应用程序内存增长的速率。如果你知道增长速率和最大内存量，就可以预测（有一定的把握）应用程序何时会耗尽内存。

- Amir Afghani

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这也是一个非常好的想法。虽然我不确定增长是否是线性的，但我非常喜欢这个想法。 - SyntaxT3rr0r

成长很可能不是线性的 :) - 但我从经验中知道，如果实施得当，结果是有意义的。 - Amir Afghani

Answer 5

您可以向Java虚拟机传递参数，以获得GC诊断信息，例如

1. -verbose:gc此标志打开GC信息记录。在所有JVM中都可用。

2. -XX:+PrintGCTimeStamps打印GC发生的时间与应用程序启动时间的相对时间。

如果您将该输出捕获到文件中，在应用程序中，您可以定期读取该文件并解析它以了解何时发生了GC。因此，您可以计算出每个GC之间的平均时间。

- hhafez

Answer 6

我认为JVM会为您完全处理这个问题，并抛出java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded。所以，如果你捕获了OutOfMemoryError并检查该消息，那么你就得到了想要的结果，对吧？

请参阅此问题获取更多详细信息。

- Persimmonium

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哦不不不...在某些情况下，您会遇到我所描述的场景：GC，处理一些数据，GC，处理一些数据。从技术上讲，JVM仍在运行，但实际上它比糖浆还要慢，您可能会杀死应用程序。当然，在很多情况下，您会得到OOM，但在某些情况下，您会得到我所描述的情况。 - SyntaxT3rr0r

Answer 7

我一直在使用Plumbr进行内存泄漏检测，这是一次很棒的体验，尽管许可证非常昂贵：http://plumbr.eu/

- bsautner