线上一个项目,每次机器重启时项目都会报出大量的Timeout,同时每个集群节点都被监控到较为频繁的Full GC。之后同事虽然尝试过JVM调优并适当调大了老年代空间,但依然不能根本上解决问题。当时该问题被初步归咎于系统中整合的Groovy,但并未证实。问题汇总如下:
随后,我着手做另外一个项目GLUE,该项目同样需要整合Groovy,在做并发测试时,我发现了同样的问题。
经过排查并做出优化,新项目GLUE在并发测试下基本不存在Full GC的问题,在此将问题处理过程记录如下,希望可以给大家一点参考。
新系统GLUE底层基于Groovy实现,系统通过执行 “groovy.lang.GroovyClassLoader.parseClass(groovyScript)” 进行Groovy代码解析,Groovy为了保证解析后执行的都是最新的脚本内容,每进行一次解析都会生成一次新命名的Class文件,底层代码如下图:
因此,如果Groovy类加载器设置为单例,当对脚本(即使同一段脚本)多次执行该方法时,会导致 “GroovyClassLoader” 装载的Class越来越多。如果此处临时加载的类不能够被及时释放,最终将会导致PermGen OutOfMemoryError。即使情况没有那么糟糕,也会引起频繁的full GC,从而影响稳定运行时的性能。
然后,我翻阅了线上启动时大量Timeout以及Full GC的项目代码。发现该项目同样适用“GroovyClassLoader”进行groovy脚本解析,断点接入如下:
首先,我发现该项目中的Groovy类加载器是单例; 其次,该项目中的加载一次页面,将会调用多达31次“groovy.lang.GroovyClassLoader.parseClass(groovyScript)”方法进行groovy脚本解析。这很震惊,但是庆幸的是,该系统对解析后的Class做了缓存。
经过分析,该项目启动是被报大量Timeout和运行Full GC的问题基本锁定,原因如下:
启动时Timeout原因:项目启动完成后,该节点经过健康检查无误被切到线上集群环境,接收线上流量。但是,由于该项目上单个页面模块太多,上文中一张页面加载需要执行解析函数多达31次,而且该项目还托管这许多其他的页面,这导致这些页面的预热时间比较久。但是不幸的是,项目已经通过了健康检查,大量流量涌入阻塞等待页面加载完成,因此导致项目启动时被报大量Timeout。
频繁Full GC原因:该项目中Groovy类加载使用单例,当对脚本(即使同一段脚本)多次执行该方法时,会导致 “GroovyClassLoader” 装载的Class越来越多。如果此处临时加载的类不能够被及时释放,最终将会导致PermGen OutOfMemoryError。即使情况没有那么糟糕,也会引起频繁的full GC,从而影响稳定运行时的性能。
为了对上述猜想进行验证,设计了一下三段代码进行简单测试。代码逻辑分别为: - Test1.java:并行启动100个线程,并行解析groovy脚本,使用单例类加载器; - Test2.java:并行启动100个线程,并行解析groovy脚本,使用非单例类加载器; - Test3.java:并行启动100个线程,并行打印log。
本文中测试方法为,启动下面三段测试代码中的Main方法,通过查看各自JVM的GC情况从而验证GroovyClassLoader对JVM的影响。
``` import java.io.BufferedReader; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import groovy.lang.GroovyClassLoader;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException { final String code = readAll("DemoHandlerAImpl.groovy"); final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 100; i++) { executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } Object object = parseClass(code); System.out.println("COUNT1=" + count.incrementAndGet() + ", " + object.hashCode()); } } }); } } static GroovyClassLoader classLoader = new GroovyClassLoader(); public static Object parseClass(String code){ return classLoader.parseClass(code); } public static String readAll(String logFile){ try { InputStream ins = null; BufferedReader reader = null; try { ins = new FileInputStream(Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource(logFile).getPath()); reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(ins, "utf-8")); if (reader != null) { String content = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while ((content = reader.readLine()) != null) { sb.append(content).append("/n"); } return sb.toString(); } } finally { if (ins != null) { try { ins.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (reader != null) { try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; }
} ```
``` import java.io.BufferedReader; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import groovy.lang.GroovyClassLoader;
public class Test2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException { final String code = readAll("DemoHandlerAImpl.groovy"); final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 100; i++) { executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } Object object = parseClass(code); System.out.println("COUNT2=" + count.incrementAndGet() + ", " + object.hashCode()); } } }); } } static GroovyClassLoader classLoader = new GroovyClassLoader(); public static Object parseClass(String code){ classLoader = new GroovyClassLoader(); return classLoader.parseClass(code); } public static String readAll(String logFile){ try { InputStream ins = null; BufferedReader reader = null; try { ins = new FileInputStream(Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource(logFile).getPath()); reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(ins, "utf-8")); if (reader != null) { String content = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while ((content = reader.readLine()) != null) { sb.append(content).append("/n"); } return sb.toString(); } } finally { if (ins != null) { try { ins.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (reader != null) { try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; }
} ```
``` import java.io.BufferedReader; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import groovy.lang.GroovyClassLoader;
public class Test3 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException { final String code = readAll("DemoHandlerAImpl.groovy"); final Object object = parseClass(code); final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); for (int i = 0; i < 100; i++) { executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { while (true) { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("COUNT3=" + count.incrementAndGet() + ", " + object.hashCode()); } } }); } } static GroovyClassLoader classLoader = new GroovyClassLoader(); public static Object parseClass(String code){ classLoader = new GroovyClassLoader(); return classLoader.parseClass(code); } public static String readAll(String logFile){ try { InputStream ins = null; BufferedReader reader = null; try { ins = new FileInputStream(Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource(logFile).getPath()); reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(ins, "utf-8")); if (reader != null) { String content = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(); while ((content = reader.readLine()) != null) { sb.append(content).append("/n"); } return sb.toString(); } } finally { if (ins != null) { try { ins.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (reader != null) { try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; }
} ```
``` import java.util.Arrays; import java.util.HashMap; import java.util.HashSet; import java.util.List; import java.util.Map; import java.util.Set;
/* * 场景A:托管 “配置信息” ,尤其适用于数据结构比较复杂的配置项 * 优点:在线编辑;推送更新;+ 直观; * @author xuxueli 2016-4-14 15:36:37 / public class DemoHandlerAImpl {
public Object handle(Map<String, Object> params) { // 【基础类型配置】 boolean ifOpen = true; // 开关 int smsLimitCount = 3; // 短信发送次数阀值 String brokerURL = "failover:(tcp://127.0.0.1:61616,tcp://127.0.0.2:61616)"; // 套接字配置 // 【列表配置】 Set<Integer> blackShops = new HashSet<Integer>(); // 黑名单列表 blackShops.add(15826714); blackShops.add(15826715); blackShops.add(15826716); blackShops.add(15826717); blackShops.add(15826718); blackShops.add(15826719); // 【KV配置】 Map<Integer, String> emailDispatch = new HashMap<Integer, String>(); // 不同BU标题文案配置 emailDispatch.put(555, "淘宝"); emailDispatch.put(666, "天猫"); emailDispatch.put(777, "聚划算"); // 【复杂集合配置】 Map<Integer, List<Integer>> openCitys = new HashMap<Integer, List<Integer>>(); // 不同城市推荐商户配置 openCitys.put(11, Arrays.asList(15826714, 15826715)); openCitys.put(22, Arrays.asList(15826714, 15651231, 86451231)); openCitys.put(33, Arrays.asList(48612323, 15826715)); return smsLimitCount; }
} ```
从日志可以发现,共解析groovy达38694次。
从日志可以发现,共解析groovy达39100次。
从日志可以发现,共解析groovy达40000次。
通过观察内存曲线图,可以获取测试结果: - Test1.java:Test1.java:PS MarkSweep有5次,PS Scavenge高达1210次,分散均匀; - Test2.java:Test2.java:PS MarkSweep有5次,PS Scavenge达到485次,分散均匀; - Test3.java:Test3.java:PS MarkSweep有0次,PS Scavenge仅5次,且仅在线程启动时触发PS Scavenge。
从上述测试结果可以得到结论:
PermGen中对象回收规则:ClassLoader可以被回收,其下的所有加载过的没有对应实例的类信息(保存在PermGen)可被回收。因此,JVM回收之后,可以将GroovyClassLoader加载的冗余新信息回收掉。
但是。GC在JVM中通常是由一个或一组进程来实现的,它本身也和用户程序一样占用heap空间,运行时也占用CPU。因此,当GC运行时间较长时,用户能够感到 Java程序的停顿。因此,尽量避免GC。