OutOfMemory:PermGen Space異常的處理和分析

Java程序員沒有遇到過OutOfMemory簡直就是不可能的事情!

可見在Java的世界中,太多的不確定因素導致Java運行程序直接崩潰,直接拋出OutOfMemory異常,而一旦遇到了這個問題,調查起來就非常的困難。在JDK 5.0以前,OutOfMemory只有這麼一句話: java.lang.OutOfMemory Exception…基本上無從下手,無從分析。從JDK 5.0以後對OutOfMemory增加了許多的詳細說明,爲這個異常的分析提供了很大的便利。

這次遇到的問題就是會拋出OutOfMemory:PermGen Space的異常,這個異常非常有意思,根據【此文章】的描述,這是一個Sun JVM的bug,從2003年開始,一隻到現在都沒有解決。而且提出來的解決方案是使用JRockit。Bug產生的原因已經找到,就是因爲JVM在分配PermGen Space的時候出現了PermGen Space不足的情況,默認情況下 PermGen的大小爲64M,在不換用JRockit的情況下,可以在啓動JVM的時候添加一個參數: -XX: MaxPermSize= 128m| 256m| 512m。

那麼究竟什麼是PermGen呢?

PermGen 原來是指Permanent Generation,本身是在Java的垃圾收集機制(GC)中產生的一個概念。Java的垃圾收集機制最早只是遍歷所有的對象,如果發現某個對象沒有被引用,則回收,這是在早期的Java 1.0和Java 1.1的時候的GC規則。慢慢的,這樣一種“愚蠢的”GC算法成爲了JVM性能的瓶頸,在擁有大量數據的Java應用程序中,GC的算法被高度強化,於是各種各樣高效的JVM GC算法被髮展了起來。從J2SE也就是Java 1.2開始,JVM引入了多種GC算法,其中一種用的非常多的就是Generational Collection,中文也叫做“分代收集法”。

分代收集法擯棄了對所有對象的遍歷,而是採用一些經驗屬性去避免額外的工作(While naive garbage collection examines every live object in the heap, generational collection exploits several empirically observed properties of most applications to avoid extra work)。其中導入了一個非常關鍵的概念:infant mortality (幼兒死亡率),這表示越是新生成的變量或者對象,越容易被收集。下面一張圖表示了對象的生命週期,橫軸表示的是測試到對象的生命週期,縱軸表示在一個指定的生命週期上被回收的對象數量。

Histogram of lifetime

可以看到,在使用了分代收集法以後,年輕一代的對象被收集的比例最高。並且在內存中的對象會按照不同的“年齡”來劃分,當一個年齡段的對象滿了以後,在這個年齡段上就會發生垃圾收集,從最年輕的一代開始,一直到“永生代”,在內存中,所有的對象可以劃分爲很多代,最後的一代“永生代”就是“Permanent Generation”,這裏就是直接引出“Permanent Generation”概念的地方。具體可以參考下圖:

根據前面所說的情況,在分代垃圾收集的情況下會產生Permanent Generation的概念,而這個分代垃圾收集法是並行收集和併發收集的基礎,所以Permanent Generation會一直存在,那麼這個Permanent Generation究竟是做什麼用的呢?這裏保存了JVM中所有對象的類信息,包括類的元數據,還有方法描述等等,所以這一代內存垃圾收集算法是不一樣的,在Java大程序的情況下,尤其是J2EE 或者說Java EE的大型應用程序上,Permanent Generation的大小會直接限定能載入類的數量和大小。

【解決辦法】就是設定JVM啓動的時候參數,可以如下設置:

java -XX: PermSize=64m -XX: MaxPermSize=128m

另外PermSize 和MaxPermSize如果設置爲相同還可以在一定程度上提高性能,因爲,PermSize在不斷的變化中會需要轉移其中的數據。如果固定了以後,則可以減少每次擴大PermSize帶來的性能損失。

更多的請參考 【Java官方站點】

另外,還可以在Java啓動的時候添加下面的參數來看GC的運行情況:

Java -verbosegc

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