JVM中Load过多Class的分析

JVM中Load过多Class的分析  

2013-01-27 16:48:53|  分类： jvm |  标签： |字号大中小 订阅

 

 

http://blog.colinsage.info/?p=123

 

问题描述：

     应用运行一段时候后，出现应用卡死的情况。使用jvisualvm观测JVM,发现load的class过多，可能是造成问题的原因。

场景重现：

     在测试环境，运行应用，并用jvisualvm观测。用httpclient写了个客户端，连续访问某个应用url。

PermGen的状态轨迹是31.361、31.362、31.364、31.371、…

Load Class的变化轨迹是7876、7948、7959、7961、7967、7971、7981、7985

 (图1)

 

从上图也可以看出，PermGen不断增加，loaded class 不断增加。

其中一个请求处理前后的PermGen变化对比。

PermGen

前：

 （图2）

 

后：

（图3）

dump堆内存，分析发现有大量的GeneratedMethodAccessor

 （图4）

 

测试环境，停掉应用。加上参数 -XX:+TraceClassLoading，观测控制台，发现创建了大量的大量的sun.reflect.GeneratedMethodAccessor，sun.reflect.GeneratedConstructorAccessor，GeneratedSerializationConstructorAccessor等Class，和dump分析结果相同。

结论：就是这些类导致PermGen不断增加

为什么要创建这些类呢？

问题分析：

这还要从反射的执行开始说起。

使用反射来执行方法调用，可以使用类名得到Class对象，再由方法名，参数类型（数目不定）拿到Method对象。

再调用Method的invoke（）方法，即可执行方法的调用。

那么invoke（）的内部是什么样的呢？

下面是其部分代码：

public Object invoke(Object obj, Object… args)

        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,

           InvocationTargetException

    {

          … …

        MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile

        if (ma == null) {

            ma = acquireMethodAccessor();

        }

        return ma.invoke(obj, args);

从上可以看出方法的invoke实际上是由MethodAccessor执行的。这个MethodAccesor又是由acquireMethodAccessor()方法拿到的。

其代码如下：

private MethodAccessor acquireMethodAccessor() {

        // First check to see if one has been created yet, and take it

        // if so

        MethodAccessor tmp = null;

        if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor();

        if (tmp != null) {

            methodAccessor = tmp;

        } else {

            // Otherwise fabricate one and propagate it up to the root

            tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this);

            setMethodAccessor(tmp);

        }

        return tmp;

    }

这个MethodAccessor是由ReflectionFactory的newMethodAccessor()方法来创建的。

这个方法的内部如下所示：

    public MethodAccessor newMethodAccessor(Method method) {
checkInitted();

if (noInflation) {
return new MethodAccessorGenerator().
generateMethod(method.getDeclaringClass(),
method.getName(),
method.getParameterTypes(),
method.getReturnType(),
method.getExceptionTypes(),
method.getModifiers());
} else {
NativeMethodAccessorImpl acc =
new NativeMethodAccessorImpl(method);
DelegatingMethodAccessorImpl res =
new DelegatingMethodAccessorImpl(acc);
acc.setParent(res);
return res;
}
}

这个方法内有个变量noInflation变量，用于控制MethodAccessor的创建。如果noInflation为true，由MethodAccessorGenerator运行时生成java版的MethodAccessor，否则创建native版的MethodAccessor。

我们看一下NativeMethodAccessorImpl的invoke()内部的样子。

public Object invoke(Object obj, Object[] args)
throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException
{
if (++numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold()) {
MethodAccessorImpl acc = (MethodAccessorImpl)
new MethodAccessorGenerator().
generateMethod(method.getDeclaringClass(),
method.getName(),
method.getParameterTypes(),
method.getReturnType(),
method.getExceptionTypes(),
method.getModifiers());
parent.setDelegate(acc);
}

return invoke0(method, obj, args);
}

从上可以看出，调用次数较少的情况下执行的是invoke0.如果调用次数超过一个阀值（inflationThreshold = 15），则还是生成一个java版的MethodAccessor。

generateMethod（）内部又调用的是generate（）方法，该方法运行时生成了一个类字节码的字节数组。这个创建的类被classloader加载后，这些字节码会被放到方法区，所以看上去PermGen的占用空间越来越大。

为何要这样呢？据说java版的启动慢，但是执行快(编译器可以优化)；native版的启动快，但是执行慢。所以hotspot的jdk做了个优化，调用次数少时用native版的，当发现调用次数多时，创建个java版的MethodAccessor替换掉native版的。（native版的可以从jvm源码中找到相应代码，java版麻烦点但是也能弄出来的）

结论：

1、PermGen的增加是正常现象，只要配置合理的PermSize\MaxPermSize即可避免PermGen Space溢出的出现。PermSize\MaxPermSize也不能设置的太大，否则会造成Full GC时间过长，也会影响应用。

2、sun.reflect.GeneratedMethodAccessor，sun.reflect.GeneratedConstructorAccessor，GeneratedSerializationConstructorAccessor等的数目与应用中类的数量和方法的数量成正比。例如GeneratedMethodAccessor最多是应用中所有method的总数。