[[419470]]

大家好，我是冰河~~

最近，一名小伙伴跟我說：他寫的程序在測試環境一點問題沒有，但是發到生產環境卻會頻繁出現內存溢出的情況，這個問題都困擾他一周多了。于是乎，周末我便開始幫他排查各種問題。

小伙伴的疑問

問題確定

排查問題的整個過程相當耗時，這里，我就直接說定位到的問題吧。后面，我會單獨寫一篇詳細的排查問題過程的文章!

在排查問題的過程中，我發現這位小伙伴使用的JDK還是1.6版本。開始，我也沒想那么多，繼續排查他寫的代碼，也沒找出什么問題。但是一旦啟動生產環境的程序，沒過多久，JVM就拋出了內存溢出的異常。

這就奇怪了，怎么回事呢?

啟動程序時加上合理的JVM參數，問題依然存在。。。

沒辦法，繼續看他的代碼吧!無意間，我發現他寫的代碼中，大量使用了String類的substring()方法來截取字符串。于是，我便跟到JDK中的代碼查看傳遞進來的參數。

這無意間點進來的一次查看，竟然找到了問題所在!!

JDK1.6中String類的坑

經過分析，竟然發現了JDK1.6中String類的一個大坑!為啥說它是個坑呢?就是因為它的substring()方法會把人坑慘!不多說了，我們先來看下JDK1.6中的String類的substring()方法。

public String substring(int bedinIndex, int endIndex){ 
    if(beginIndex < 0){ 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex); 
    } 
    if(endIndex > count){ 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex); 
    } 
    if(beginIndex > endIndex){ 
          throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex); 
    } 
    return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this : new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value); 
} 

接下來，我們來看看JDK1.6中的String類的一個構造方法，如下所示。

String(int offset, int count, char[] value){ 
    this.value = value; 
    this.offset = offset; 
    this.count = count; 
} 

看到，這里，相信細心的小伙伴已經發現了問題，導致問題的罪魁禍首就是下面的一行代碼。

this.value = value; 

在JDK1.6中，使用 String 類的構造函數創建子字符串的時候，并不只是簡單的拷貝所需要的對象，而是每次都會把整個value引用進來。如果原來的字符串比較大，即使這個字符串不再被應用，這個字符串所分配的內存也不會被釋放。 這也是我經過長時間的分析代碼得出的結論，確實是太坑了!!

既然問題找到了，那我們就要解決這個問題。

升級JDK

既然JDK1.6中的String類存在如此巨大的坑，那最直接有效的方式就是升級JDK。于是，我便跟小伙伴說明了情況，讓他將JDK升級到JDK1.8。

同樣的，我們也來看下JDK1.8中的String類的substring()方法。

public String substring(int beginIndex, int endIndex) { 
    if (beginIndex < 0) { 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex); 
    } 
    if (endIndex > value.length) { 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex); 
    } 
    int subLen = endIndex - beginIndex; 
    if (subLen < 0) { 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen); 
    } 
    return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this 
        : new String(value, beginIndex, subLen); 
} 

在JDK1.8中的String類的substring()方法中，也調用了String類的構造方法來生成子字符串，我們來看看這個構造方法，如下所示。

public String(char value[], int offset, int count) { 
    if (offset < 0) { 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset); 
    } 
    if (count <= 0) { 
        if (count < 0) { 
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(count); 
        } 
        if (offset <= value.length) { 
            this.value = "".value; 
            return; 
        } 
    } 
    // Note: offset or count might be near -1>>>1. 
    if (offset > value.length - count) { 
        throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count); 
    } 
    this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count); 
} 

在JDK1.8中，當我們需要一個子字符串的時候，substring 生成了一個新的字符串，這個字符串通過構造函數的 Arrays.copyOfRange 函數進行構造。這個是沒啥問題。

優化JVM啟動參數

這里，為了更好的提升系統的性能，我也幫這位小伙伴優化了JVM啟動參數。

經小伙伴授權， 我簡單列下他們的業務規模和服務器配置：整套系統采用分布式架構，架構中的各業務服務采用集群部署，日均訪問量上億，日均交易訂單50W~100W，訂單系統的各服務器節點配置為4核8G。目前已將JDK升級到1.8版本。

根據上述條件，我給出了JVM調優后的參數配置。

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M 

至于，為啥會給出上述JVM參數配置，后續我會單獨寫文章來具體分析如何根據實際業務場景來進行JVM參數調優。

結論

如果在程序中創建了比較大的對象，并且我們基于這個大對象生成了一些其他的信息，此時，一定要釋放和這個大對象的引用關系，否則，就會埋下內存溢出的隱患。

JVM優化的目標就是：盡可能讓對象都在新生代里分配和回收，盡量別讓太多對象頻繁進入老年代，避免頻繁對老年代進行垃圾回收，同時給系統充足的內存大小，避免新生代頻繁的進行垃圾回收。