公司一位大牛在微博上的一条，打算消化一下，毕竟今后Perm区的上涨还是有可能遇到的。“Java应用Perm区一直呈上涨趋势的原因可以用一个简单的办法排查，就是用btrace去跟踪下是什么地方在调用ClassLoader.defineClass，在大多数情况下这招都是管用的。”
（1）Perm区存放的啥信息？
Perm叫做持久代，存放了类的信息、类的静态变量、类中final类型的变量、类的方法信息，Perm是全局共享的，在一定条件下会被GC掉，方所要承载的数据超过内存区域后，就会出现OOM异常。可以通过-XX：PermSize和-XX：MaxPermSize来指定这个区域的最小值和最大值。持久代的回收主要包括两部分，废弃常量和无用的类，废弃的常量比较容易判别，没有任何String类型的对象引用这个就算可以废弃的了，但是无用的类判别比较复杂，（该类所有的实例已经被回收，JVM中没有任何类的实例；加载该类的ClassLoader被回收；该类对应的java.lang.class没有地方引用）。可以使用-verbose:class以及-XX:TraceClassLoading和-XX:TraceClassUnLoading来查看类的加载和卸载情况。
（2）ClassLoader中的defineClass是干啥的？
该方法用于将二进制的字节码转换为Class对象，对于自定义加载类非常重要，如果二进制的字节码不符合JVM的规范，就会报ClassFormatError，如果生成的类名和二进制中的不符，报NoClassDefFoundError异常，如果加载的class是受保护的，则报SecurityException，如果此类已经在ClassLoader已经加载，会报LinkageError。
例子1：运行时常量溢出
向常量池中添加数据，可以调用String.intern()，这个是native方法，如果常量池中已经存在一个，则返回，否则添加早常量池中。
刚开始的例子如下：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | public class PermTest { public static void main(String[] args) { int i = 0 ; while ( true ){ String.valueOf(i++).intern(); System.out.println(i); } } } |
发现没有抛出OOM异常，用JConsole查看，（PermSize和MaxPermSize都是10M）在10M的时候曲线又下去了，原来是FullGC把常量池中没有的引用GC掉了，所以没有OOM。
增加了一个List，持有这个引用，就不会被GC掉了。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | public class PermTest { public static void main(String[] args) { List<String> all = new ArrayList<String>(); int i = 0 ; while ( true ){ all.add(String.valueOf(i++).intern()); } } } |
| 1 2 3 | Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space at java.lang.String.intern(Native Method) at PermTest.main(PermTest.java: 10 ) |
例子2：用cglib产生代理类，不断的创建类
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 | import java.lang.reflect.Method; import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; public class PermTest { public static void main(String[] args) { while ( true ){ Enhancer enhancer = new Enhancer(); enhancer.setSuperclass(PermTestClass. class ); enhancer.setUseCache( false ); enhancer.setCallback( new MethodInterceptor() { @Override public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable { return proxy.invoke(obj, args); } }); enhancer.create(); } } static class PermTestClass{ } } |
| 1 2 3 4 5 | Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method) at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java: 631 ) at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java: 615 ) ... 8 more |
Btrace的脚本文件如下（查看哪里调用了defineClass信息）：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 | import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*; import com.sun.btrace.annotations.*; public class BtraceAll { private static long beginTime; @OnMethod ( clazz= "java.lang.ClassLoader" , method= "defineClass" ) public static void traceMethodBegin(){ beginTime = timeMillis(); } @OnMethod ( clazz= "java.lang.ClassLoader" , method= "defineClass" , location= @Location (Kind.RETURN) ) public static void traceMethdReturn( @Return String result, @ProbeClassName String clazzName, @ProbeMethodName String methodName){ println( "===========================================================================" ); println(strcat(strcat(clazzName, "." ), methodName)); println(strcat( "Time taken : " , str(timeMillis() - beginTime))); println( "java thread method trace:---------------------------------------------------" ); jstack(); println( "----------------------------------------------------------------------------" ); println(strcat( "Reuslt :" ,str(result))); println( "============================================================================" ); } } |
运行后，发现cglib在创建代理类的时候，确实调用了defineClass方法
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | =========================================================================== java.lang.ClassLoader.defineClass Time taken : 79 java thread method trace:--------------------------------------------------- java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java: 615 ) sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source) sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java: 25 ) java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java: 597 ) net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java: 384 ) net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java: 219 ) net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java: 377 ) net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java: 285 ) PermTest.main(PermTest.java: 19 ) ---------------------------------------------------------------------------- Reuslt : class PermTest$PermTestClass$$EnhancerByCGLIB$$1ed16944_8 ============================================================================ |
至此，问题场景以及如何排查，清晰了。。。
参考书籍：
1、分布式java应用基础
2、深入理解JVM