一：背景
作爲一位菜鳥開發，在生產環境中，必定會踩上不少的坑，那麼應該如何去排查線上環境的坑呢？特別是出現高內存佔用的時候，比如一些常見的異常：
1、java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
2、java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
站在巨人的肩膀上，我們才能看得更遠。我們看一下巨人們是如何定位到問題，並且解決問題的。
二：實操
1.Java內存模型
是描述Java程序中各變量（實例域、靜態域和數組元素）之間的關係，以及在實際計算機系統中將變量存儲到內存和從內存取出變量這樣的低層細節。
在Java虛擬機中，內存分爲三個代：新生代（New）、老生代（Old）、永久代（Perm）。
（1）新生代New：新建的對象都存放這裏
（2）老生代Old：存放從新生代New中遷移過來的生命週期較久的對象。新生代New和老生代Old共同組成了堆內存。
（3）永久代Perm：是非堆內存的組成部分。主要存放加載的Class類級對象如class本身，method，field等等。
如果出現java.lang.OutOfMemoryError: java heap space異常，說明Java虛擬機的堆內存不夠。原因有二：
（1）Java虛擬機的堆內存設置不夠，可以通過參數-Xms、-Xmx來調整。
（2）代碼中創建了大量大對象，並且長時間不能被垃圾收集器收集（存在被引用）。
如果出現java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space，說明是Java虛擬機對永久代Perm內存設置不夠。
一般出現這種情況，都是程序啓動需要加載大量的第三方jar包。例如：在一個Tomcat下部署了太多的應用。
從代碼的角度，軟件開發人員主要關注java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space異常，減少不必要的對象創建，同時避免內存泄漏。
2.實例
現在以一個實際的例子分析內存佔用的故障排查。
通過top命令，發現PID爲9004的Java進程一直佔用比較高的內存不釋放（24.7%），出現高內存佔用的故障。
想起上一篇線上應用故障排查之一：高CPU佔用介紹的PS命令，能否找到具體是哪個的線程呢？
ps -mp 9004 -o THREAD,tid,time,rss,size,%mem
遺憾的是，發現PS命令可以查到具體進程的CPU佔用情況，但是不能查到一個進程下具體線程的內存佔用情況。
只好尋求其他方法了，幸好Java提供了一個很好的內存監控工具：jmap命令
jmap命令有下面幾種常用的用法：
•jmap [pid]
•jmap -histo:live [pid] >a.log
•jmap -dump:live,format=b,file=xxx.xxx [pid]
用得最多是後面兩個。其中，jmap -histo:live [pid] 可以查看當前Java進程創建的活躍對象數目和佔用內存大小。
jmap -dump:live,format=b,file=xxx.xxx [pid] 則可以將當前Java進程的內存佔用情況導出來，方便用專門的內存分析工具（例如：MAT）來分析。
這個命令對於分析是否有內存泄漏很有幫助。具體怎麼使用可以查看本博的另一篇文章：利用Eclipse Memory Analyzer Tool（MAT）分析內存泄漏
這裏詳細介紹下jmap -histo:live [pid] 命令：
從上圖可以看出，int數Kl組、constMethodass、methodKlass、constantPoolKlass都佔用了大量的內存。
特別是佔用了大量內存的int數組，需要仔細檢查相關代碼。
3.總結
最後，總結下排查內存故障的方法和技巧有哪些：
1、top命令：Linux命令。可以查看實時的內存使用情況。
2、jmap -histo:live [pid]，然後分析具體的對象數目和佔用內存大小，從而定位代碼。
3、jmap -dump:live,format=b,file=xxx.xxx [pid]，然後利用MAT工具分析是否存在內存泄漏等等。
4.加雞腿
一個應用佔用CPU很高，除了確實是計算密集型應用之外，通常原因都是出現了死循環。
（友情提示：本博文章歡迎轉載，但請註明出處：hankchen，http://www.blogjava.net/hankchen）
以我們最近出現的一個實際故障爲例，介紹怎麼定位和解決這類問題。
根據top命令，發現PID爲28555的Java進程佔用CPU高達200%，出現故障。
通過ps aux | grep PID命令，可以進一步確定是tomcat進程出現了問題。但是，怎麼定位到具體線程或者代碼呢？
首先顯示線程列表:
ps -mp pid -o THREAD,tid,time
找到了耗時最高的線程28802，佔用CPU時間快兩個小時了！
其次將需要的線程ID轉換爲16進制格式：
printf "%x\n" tid
最後打印線程的堆棧信息：
jstack pid |grep tid -A 30
找到出現問題的代碼了！
現在來分析下具體的代碼：ShortSocketIO.readBytes(ShortSocketIO.java:106)
ShortSocketIO是應用封裝的一個用短連接Socket通信的工具類。readBytes函數的代碼如下：
public byte[] readBytes(int length) throws IOException {
if ((this.socket == null) || (!this.socket.isConnected())) {
throw new IOException("++++ attempting to read from closed socket");
}
byte[] result = null;
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
if (this.recIndex >= length) {
bos.write(this.recBuf, 0, length);
byte[] newBuf = new byte[this.recBufSize];
if (this.recIndex > length) {
System.arraycopy(this.recBuf, length, newBuf, 0, this.recIndex - length);
}
this.recBuf = newBuf;
this.recIndex -= length;
} else {
int totalread = length;
if (this.recIndex > 0) {
totalread -= this.recIndex;
bos.write(this.recBuf, 0, this.recIndex);
this.recBuf = new byte[this.recBufSize];
this.recIndex = 0;
}
int readCount = 0;
while (totalread > 0) {
if ((readCount = this.in.read(this.recBuf)) > 0) {
if (totalread > readCount) {
bos.write(this.recBuf, 0, readCount);
this.recBuf = new byte[this.recBufSize];
this.recIndex = 0;
} else {
bos.write(this.recBuf, 0, totalread);
byte[] newBuf = new byte[this.recBufSize];
System.arraycopy(this.recBuf, totalread, newBuf, 0, readCount - totalread);
this.recBuf = newBuf;
this.recIndex = (readCount - totalread);
}
totalread -= readCount;
}
}
}
問題就出在標紅的代碼部分。如果this.in.read()返回的數據小於等於0時，循環就一直進行下去了。而這種情況在網絡擁塞的時候是可能發生的。
至於具體怎麼修改就看業務邏輯應該怎麼對待這種特殊情況了。
最後，總結下排查CPU故障的方法和技巧有哪些：
1、top命令：Linux命令。可以查看實時的CPU使用情況。也可以查看最近一段時間的CPU使用情況。
2、PS命令：Linux命令。強大的進程狀態監控命令。可以查看進程以及進程中線程的當前CPU使用情況。屬於當前狀態的採樣數據。
3、jstack：Java提供的命令。可以查看某個進程的當前線程棧運行情況。根據這個命令的輸出可以定位某個進程的所有線程的當前運行狀態、運行代碼，以及是否死鎖等等。
4、pstack：Linux命令。可以查看某個進程的當前線程棧運行情況。
5.聲明
本文主要內容轉自：線上應用故障排查：高內存佔用