【高并发】高并发环境下如何防止Tomcat内存溢出？看完我懂了！！

2020 年 4 月 19 日
筆記
高并发

写在前面

随着系统并发量越来越高，Tomcat所占用的内存就会越来越大，如果对Tomcat的内存管理不当，则可能会引发Tomcat内存溢出的问题，那么，如何防止Tomcat内存溢出呢？我们今天就来一起探讨下这个问题。

防止Tomcat内存溢出可以总结为两个方案：一个是设置Tomcat启动的初始内存，一个是防止Tomcat所用的JVM内存溢出。接下来，我们就分别对这两种方案作出简单的介绍。

设置启动初始内存

其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64，最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项可进行设置。

实例

以下给出1G内存环境下java jvm 的参数设置参考：

JAVA_OPTS="-server -Xms800m -Xmx800m  -XX:PermSize=64M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=128m -Djava.awt.headless=true "
JAVA_OPTS="-server -Xms768m -Xmx768m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m -XX:NewSize=192m -XX:MaxNewSize=384m"
CATALINA_OPTS="-server -Xms768m -Xmx768m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m -XX:NewSize=192m -XX:MaxNewSize=384m"

Linux

在/usr/local/apache-tomcat-7.0/bin 目录下的catalina.sh文件中，添加：JAVA_OPTS=’-Xms512m -Xmx1024m’，要加“m”说明是MB，否则就是KB了，在启动tomcat时会报内存不足。

-Xms：初始值
-Xmx：最大值
-Xmn：最小值

Windows

在catalina.bat最前面加入set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m，如果用startup.bat启动tomcat,OK设置生效。够成功的分配200M内存。但是如果不是执行startup.bat启动tomcat而是利用windows的系统服务启动tomcat服务,上面的设置就不生效了，就是说set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m 没起作用。上面分配200M内存就OOM了。。
windows服务执行的是bin\tomcat.exe。它读取注册表中的值，而不是catalina.bat的设置。

解决办法

修改注册表

HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Apache Software Foundation\Tomcat Service Manager\Tomcat5\Parameters\JavaOptions

原值为

-Dcatalina.home="C:\ApacheGroup\Tomcat 7.0"
-Djava.endorsed.dirs="C:\ApacheGroup\Tomcat 7.0\common\endorsed"
-Xrs

加入 -Xms300m -Xmx350m
重起tomcat服务，设置生效。

防止所用的JVM内存溢出

1.java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

解释

Heap size 设置

JVM堆的设置是指java程序运行过程中JVM可以调配使用的内存空间的设置.JVM在启动的时候会自动设置Heap size的值，其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64，最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项可进行设置。Heap size 的大小是Young Generation 和Tenured Generaion 之和。

提示：在JVM中如果98％的时间是用于GC且可用的Heap size 不足2％的时候将抛出此异常信息。

提示：Heap Size 最大不要超过可用物理内存的80％，一般的要将-Xms和-Xmx选项设置为相同，而-Xmn为1/4的-Xmx值。

解决方法

手动设置Heap size

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat，在“echo “Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE””上面加入以下代码。

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m  
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m

或修改catalina.sh

在“echo “Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE””上面加入以下行：

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m"

2.java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

原因

PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域，这块内存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGen space中，它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对PermGen space进行清理，所以如果你的应用中有很CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误，这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。如果你的WEB APP下都用了大量的第三方jar, 其大小超过了jvm默认的大小(4M)那么就会产生此错误信息了。

解决方法

手动设置MaxPermSize大小

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat（Linux下为catalina.sh），在代码
“echo “Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE””上面加入以下行：

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m

“echo “Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE””上面加入以下行：

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m

catalina.sh文件的修改如下。

Java代码

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m"

3.分析java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

发现很多人把问题归因于： spring,hibernate,tomcat，因为他们动态产生类,导致JVM中的permanent heap溢出。然后解决方法众说纷纭，有人说升级 tomcat版本到最新甚至干脆不用tomcat。还有人怀疑spring的问题，在spring论坛上讨论很激烈，因为spring在AOP时使用CBLIB会动态产生很多类。

但问题是为什么这些王牌的开源会出现同一个问题呢，那么是不是更基础的原因呢？tomcat在Q&A很隐晦的回答了这一点，我们知道这个问题，但这个问题是由一个更基础的问题产生。

于是有人对更基础的JVM做了检查，发现了问题的关键。原来SUN 的JVM把内存分了不同的区，其中一个就是permenter区用来存放用得非常多的类和类描述。本来SUN设计的时候认为这个区域在JVM启动的时候就固定了，但他没有想到现在动态会用得这么广泛。而且这个区域有特殊的垃圾收回机制，现在的问题是动态加载类到这个区域后，gc根本没办法回收！

对于以上两个问题，我的处理是：

在catalina.bat的第一行增加：

set JAVA_OPTS=-Xms64m -Xmx256m -XX:PermSize=128M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m

在catalina.sh的第一行增加：

JAVA_OPTS= -Xms64m -Xmx256m -XX:PermSize=128M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m

写在最后

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最后，附上并发编程需要掌握的核心技能知识图，祝大家在学习并发编程时，少走弯路。

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