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建立网站需要做什么,免费建站赚钱,深圳市建设银行网站首页,网站名申请背景 在前一篇文章《一次内存诊断#xff0c;让资源利用率提升 40%#xff1a;揭秘隐式内存治理》[1]中#xff0c;我们系统性地剖析了云原生环境中隐性内存开销的诊断方法#xff0c;通过 SysOM 系统诊断实现了对节点/Pod 级由文件缓存、共享内存等系统级内存资源异常消耗…背景在前一篇文章《一次内存诊断让资源利用率提升 40%揭秘隐式内存治理》[1]中我们系统性地剖析了云原生环境中隐性内存开销的诊断方法通过 SysOM 系统诊断实现了对节点/Pod 级由文件缓存、共享内存等系统级内存资源异常消耗的精准定位。然而部分场景下内存异常仍可能源于应用进程本身的内存申请但是对于应用内存泄漏问题尽管是应用的开发者也需要投入大量的精力去利用对应语言的内存分析工具去找出根因以 Java 应用为例当传统线下 IDC 集群中的 Java 应用完成云原生架构转型后伴随容器化封装与资源配额管控的实施用户普遍反馈 Java 应用 Pod 出现持续性内存超限及 Kubernetes OOMKilled 事件。这一系列现象主要集中在三个关键矛盾点1. 容器内存监控与 JVM 堆内存的显著差异Pod 内存占用常超出 JVM 堆内存含堆外内存数倍形成“消失的内存”谜团。2. 容器化改造后的 OS 兼容性问题同一业务系统在切换 OS 或容器化后出现内存占用模式突变。3. 工具链覆盖盲区传统 Java 内存分析工具无法覆盖 JNI 内存、LIBC 内存等非 JVM 内存区域。为此云监控 2.0[2]中的 SysOM 系统诊断对应用内存进一步深挖结合应用和操作系统的角度实现对主机、容器运行时及具体的 Java 应用进程进行内存占用拆解快速有效地识别出 Java 内存占用的元凶。Java 内存全景分析为了找出消失的内存我们首先要了解 Java 进程的主要内存组成以及现有工具和监控主要覆盖的部分如下图所示可分为JVM 内存堆内存可通过 -Xms/-Xmx 参数控制内存大小可通过 memorymxbean 等获取。堆外内存包括元空间、压缩类空间、代码缓冲区、直接缓冲、线程栈等内存组成它们分别可以通过 -XX:MaxMetaspaceSize元空间、-XX:CompressedClassSpaceSize压缩类空间、-XX:ReservedCodeCacheSize代码缓冲区、-XX:MaxDirectMemorySize 直接缓冲、-Xss线程栈参数限制。非 JVM 内存JNI 本地内存即通过本地方法接口调用 C、C 代码原生库并在这部分代码中调用 C 库malloc或系统调用brk、mmap直接分配的内存。Java 常见“内存泄露”JNI 内存泄漏经过上一章中对 Java 内内存全景的分析其实已经可以揭开第一个容易造成内存黑洞的隐藏 Boss-JNI 内存因为这部分内存暂时没有工具可以获取其占用大小。通常来说编写相关业务代码的同学会认为代码中没有使用本地方法直接调用 C 库所以不会存在这些问题但是代码中引用的各种包却有可能会使用到 JNI 内存比如说经典的使用 ZLIB 压缩库不当导致的 JNI 泄漏问题[3]。LIBC 内存管理特性JVM 向 OS 申请内存的中间还存在着一层中间层 -C 库JVM 调用 malloc、free 申请/释放内存的过程中其实还要经过这一个二道贩子以 gibc 中默认的内存分配器 ptmalloc 为例 glibc 的 ptmalloc 内存分配器存在以下特征Arena 机制每个线程维护 64M Arena多线程场景下易产生内存碎片Top Chunk 管理内存空洞导致无法及时归还 OSBins 缓存策略JVM 释放的内存暂存于 bins 中造成统计偏差 [4-5]Linux 透明大页THP影响在 OS 层Linux 中的透明大页Transparent Huge Page机制也是造成 JVM 内存和实际内存差异的一大元凶。简单来说THP 机制就是 OS 会将 4kb 页变成 2M 的大页从而减少 TLB miss 和缺页中断提升应用性能但是也带来了一些内存浪费。如应用申请了一段 2M 的虚拟内存但实际只用了里面的 4kb但是由于 THP 机制OS 已经分配了一个 2M 的页了[6]。SysOM Java 内存诊断实践下面将以汽车行业客户在从线下 idc 集群迁移至云上 ACK 集群时遇到的由于 JNI 内存泄漏导致 Pod 频繁 OOM 为例介绍如何通过云监控 2.0 的 SysOM 系统诊断来一步步找出 Java 内存占用的元凶。诊断使用限制目前仅支持 openJDK 1.8 以上版本使用 JNI 内存 Profiling 功能需要至操作系统控制台先对实例进行纳管[3]有一定的资源和性能开销内存占用根据符号大小最高达 300MBC2 compiler JIT 内存膨胀案例案例背景某汽车客户在 ACK 集群迁移过程中多个 Java 服务 Pod 出现偶发性 OOM。特征表现为Pod 内存接近限制时触发 OOMJVM 监控显示内存正常无明显请求异常或流量波动排查过程尝试在内存高水位时对 Pod 发起内存全景分析。我们可以了解到当 Pod 中容器内存使用已经接近 limit从诊断结论和容器内存占用分析中我们可以看到容器内存主要是由于 Java 进程内存占用导致。对 Java 进程发起内存分析查看诊断报告。报告展示了 Java 进程所在 Pod 和容器的 rss 和 WorkingSet工作集内存信息、进程 Pid、JVM 内存使用量即 JVM 视角的内存使用量、Java 进程内存使用量进程实际占用内存进程匿名用量以及进程文件内存用量。通过诊断结论和 Java 内存占用饼图我们可以发现进程实际内存占用比 JVM 监控显示的内存占用大 570M全都由 JNI 内存所贡献[4]。开启 JNIJava Native Interface内存分配 profiling报告列出当前 Java 进程 JNI 内存分配调用火焰图火焰图中为所有分配 JNI 内存的调用路径。说明由于是采样采集火焰图中的内存大小不代表实际分配大小。从内存分配火焰图中我们可以看到主要的内存申请为 C2 compiler 正在进行代码 JIT 预热但是由于诊断的过程中没有发现 pod 有内存突增所以我们进一步借助可以常态化运行的 Java CPU 热点追踪功能[5]尝试抓取内存升高时的进程热点并通过热点对比[6]尝试对内存正常时的热点进行对比。通过热点栈和热点分析对比发现内存突增时间点的 cpu 栈也是 c2 compiler 的 JIT 栈且 c2 compiler 热点前有部分业务流量突增且业务代码使用了大量反射操作反射操作会导致 c2 compiler 进行新的预热。结论和解决方案C2 compiler JIT 过程申请 JNI 内存且由于 glibc 内存空洞等原因导致申请内存放大且延时释放。1. 调整 C2 compiler 参数让其编译策略更保守可以尝试调整相关参数观察内存消耗变化。2. 调整 glibc 环境变量 MALLOC_TRIM_THRESHOLD_让 glibc 及时将内存释放回操作系统。总结通过系统化的内存诊断方法我们得以穿透 JVM 黑盒揭示 JNI、LIBC 及 OS 层面的内存管理特性。阿里云操作系统控制台的内存全景分析功能为容器化 Java 应用提供了从进程级到系统级的立体化诊断能力帮助开发者精准定位内存异常根源有效避免 OOM 事件的发生。相关链接[1]《一次内存诊断让资源利用率提升 40%揭秘隐式内存治理》[2] 云监控-ECS 洞察-SysOM 系统诊断https://cmsnext.console.aliyun.com/next/region/cn-shanghai/workspace/default-cms-1808078950770264-cn-shanghai/app/host/host-sysom[3] 操作系统控制台实例纳管https://help.aliyun.com/zh/alinux/user-guide/system-management?spma2c4g.11186623.help-menu-2632541.d_2_0_4.14ef243dMTjYF1scm20140722.H_2851198._.OR_help-T_cn~zh-V_1#7895eb3dedfty[4] 操作系统控制台 Java 内存诊断https://help.aliyun.com/zh/alinux/user-guide/java-memory-diagnostics?spma2c4g.11186623.help-menu-2632541.d_2_0_1_0_0_2.2fd8243d1slu08scm20140722.H_2979954._.OR_help-T_cn~zh-V_1[5] 操作系统控制台热点追踪https://help.aliyun.com/zh/alinux/user-guide/process-hotspot-tracking[6] 操作系统控制台热点对比分析https://help.aliyun.com/zh/alinux/user-guide/hot-spot-comparative-analysis