java Metaspace 一直增长

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mob64ca12f66e6c 2024-08-14 03:36:41 ©著作权

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Java Metaspace 一直增长的原因及解决方法

在 Java 8 及更高版本中，传统的永久代（PermGen）被 Metaspace 所取代。Metaspace 是一种用于动态存储类元数据的新内存区域，它在本质上是依赖于本地内存（Native Memory），而不是虚拟机（JVM）设定的最大堆内存限制。在某些情况下，我们可能会发现 Metaspace 的使用量一直在增长，控制不当可能会导致内存溢出（OutOfMemoryError）。本文将探讨 Metaspace 增长的原因，并给出一些优化建议。

为什么 Metaspace 会增长？

类加载：每当 JVM 加载新的类时，它们的元数据就会被存放在 Metaspace 中。如果存在类的重复加载，比如使用了某些动态代理框架（例如 Spring 的 AOP），就会导致 Metaspace 的不断增长。
类卸载器不足：多态设计模式和动态生成类可能会导致类不被卸载。比如在 Web 应用开发中，每次 hot deploy 可能会造成老类无法被卸载，从而占用大量 Metaspace。
内存泄漏：某些场景下，应用可能会持有对已加载类的引用，例如在使用线程池时，某些线程持续存在而导致类无法被卸载。

示例代码

以下是一个示例，展示了不停加载新类的情况：

import java.lang.reflect.Proxy;

public class DynamicClassLoaderExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        while (true) {
            ClassLoader classLoader = new ClassLoader() {
                @Override
                public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
                    return super.loadClass(name);
                }
            };

            // 动态创建一个代理类
            Object proxyInstance = Proxy.newProxyInstance(
                classLoader,
                new Class[] { Runnable.class },
                (proxy, method, args1) -> {
                    System.out.println("Running...");
                    return null;
                });
            ((Runnable) proxyInstance).run();
        }
    }
}

如何监控和优化 Metaspace 使用

为了避免 Metaspace 不断增长导致的 OutOfMemoryError，可以采取以下措施：

设置最大 Metaspace 大小：可以通过 -XX:MaxMetaspaceSize 参数显式限制 Metaspace 的大小。
```
java -XX:MaxMetaspaceSize=512M -jar yourapp.jar
```
监控类加载和卸载：使用 JVisualVM 或其他监控工具，观察 Metaspace 的使用情况，及时发现异常情况。
避免动态生成大量类：尽可能使用接口和已有的类，限制动态类的生成。

旅行图

以下是我们所经历的旅程，帮助我们理解讨论的要点：

journey
    title Metaspace Growth Journey
    section Class Loading
      Load New Classes: 5: Me
      Observe Metaspace Growth: 4: Me
    section Memory Leak
      Hold Strong References: 3: Me
      Trace Back to Source: 4: Me
    section Optimization
      Set Max Metaspace Size: 5: Me
      Monitor with Tools: 5: Me

类图

下面的类图展示了类加载、代理类生成和内存管理之间的关系：

classDiagram
    ClassLoader <|-- DynamicClassLoaderExample
    DynamicClassLoaderExample : +main(args: String[])
    DynamicClassLoaderExample : +loadClass(name: String): Class
    DynamicClassLoaderExample : +createProxy(): Object
    Runnable <|-- Proxy