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OutOfMemory



     Analyse von Laufzeitproblemen bei
     Java / J2EE Appliakationen

     Communardo Software GmbH
     Marko Seifert
     Dresden, 22.05.2008
Motivation und Gliederung

•    analysiere OutOfMemory Probleme seit ca. 2 Jahren in
     verschiedenen Projekten
      • Einsatz verschiedener Tools
      • Strukturiertes Vorgehen beim Analysieren


•    Gliederung:
      • Grundlagen
      • Betriebskennzahlen ermitteln
      • Analyse von Speicherdumps (MemoryLeaks?)




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Folie 2
Grundlagen
Speicher für den Java-Prozess
•    Die Process Size
      • maximale Speicher für
         einen Prozess

          • ist abhängig vom Betriebssystem
            und von der Hardware
            (4 GB bei 32 Bit, HugeMem-
            Kernel, Linux)

          • wird benötigt für:
                                      • Heap
                                      • Native Code
                                      • Permanent Generation


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Folie 4
Speicher für den Java-Prozess
Der Heap
•    Speicher für die Erzeugung
     der Objekte
     Object a = new Object ();
•    Größe ist begrenzt; wird nichts
     angegeben gelten Systemdefaults
•    2 Bereiche:
       • New Generation
                                      • Anlegen von
                                        neuen Objekten
          • Old Generation
                                      • Verwaltung der älteren, noch benötigten Objekte


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Folie 5
Speicher für den Java-Prozess



•    New Generation ist unterteilt in:

          • Eden:
                                      • Anlegen der
                                        Objekte
          • 2 Survivior Bereiche (From/To)
                                      • Zwischenspeicher für das Ermitteln von noch
                                        lebenden Objekte (Referenzen von lebenden
                                        Threads auf die Objekte)

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Folie 6
Heap-Parameter
•    Heapsize explizit angegeben
     JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -Xms1024m -Xmx1024mquot;


•    Servereinstellung (Heapverteilung old:new 1:3)
     JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -serverquot;


•    Heapdump bei OOM
     JAVA_VM_ARGS=quot;-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryErrorquot;


•    Parallele GC
     JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS
        -XX:+UseParallelGC
        -XX:UseParallelOldGCquot;

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Folie 7
Betriebskennzahlen
ermitteln
Speicher für Prozess
•    Aktuelle Speicher für einen Prozess
     top -p <PID> (Linux)
•    Betriebssystem bestimmen (Kernelversion)
     uname -r (Linux)
•    In Betriebssystemspezifikation nachlesen (z.B. bei RedHat)
     http://www.redhat.com/docs/manuals/enterprise/RHEL-4-
     Manual/release-notes/as-x86/

     Red Hat Enterprise Linux 4 includes a kernel known as the hugemem
     kernel. This kernel supports a 4GB per-process user space (versus
     3GB for the other kernels), and a 4GB direct kernel space.



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Folie 9
Speicher für Prozess
•    OutOfMemory in Native Code
      • Process Size zu klein
        Process Size – Heap – PermSize = Speicher für Native Code
      • MemoryLeak in Native Code
                                      • File.deleteOnExit(); //JDK

           • Kernel beendet Java-Prozess
             An unexpected exception has been detected in
             native code outside the VM.




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Folie 10
GC-Verlauf überwachen
•    GC-Logging aktivieren
     JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS
         -verbose:gc -Xloggc:var/logs/gc.log
         -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC
         -XX:+PrintTenuringDistributionquot;
•    gc.log mit HPjtune
     auswerten


•    Kurz vor OutOfMemory
     kann durch GC kaum
     noch Speicher freigegeben
     werden




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Folie 11
Monitoring mit JMeter
Einrichten eines Users für die Management-Seiten


<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
<tomcat-users>
     ...
     <role rolename=quot;adminquot;/>
     <role rolename=quot;managerquot;/>
     <user username=quot;adminquot;
        password=quot;adminquot;
        roles=quot;admin, managerquot;/>
     ...
</tomcat-users>


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Folie 12
Monitoring mit JMeter
Tomcat Monitoring URL
http://HOST:PORT/manager/status?XML=true


<?xml version=quot;1.0quot; encoding=quot;utf-8quot;?>
<status>
     <jvm>
           <memory free='206.306.536'
              total='424.214.528'
              max='492.175.360'/>
     </jvm>
     ...
</status>


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Folie 13
Monitoring mit JMeter




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Folie 14
Monitoring mit JMeter




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Folie 15
JMX und JConsole
•   JMX Konfiguration
    JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS
        -Dcom.sun.management.jmxremote
        -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8086
        -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false
        -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=
           falsequot;


•   jconsole [processID]




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      Folie 16
JMX und JConsole




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Folie 17
Profilerseite (CAE) + shell script
•    Auswertung von Apache Logfiles per shell script
•    Profilerseite der CAE mit shell script ausgelesen und in CSV-Datei
     geschrieben
•    Auswertung und Visualisierung mit Excel
Internet 1.2
Datum:                                10.05.2007      11.05.2007     12.05.2007      13.05.2007   14.05.2007   15.05.2007   16.05.2007
alle Aufrufe:                             560966          702092         514152          443465      334097       561757       568876
Google:                                     56038          39199            4669          69170        3578         5221         6276
statisches PDF:                              2840           5991            2682           2341        1203         3057         2272
PDFReactor:                                  2530           2611             197           4163         142          195          243
neue Session
(exkl. URL Rewriting):                      52150          43027           18085          57074       14474        20191        21947
Google Session:                             37823          30581             967          55440        1490          814         1385
ask Session:                                 7041           6178             625          11396         484          642          865




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Folie 18
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Folie 19
Analyse von Speicherdumps
Speicherdump erstellen

•    Histogramm
     /.../jdk1.5.0/bin/jmap -histo <PID> > hist.txt
•    Binary HeapDump (komplett)
     /.../jdk1.5.0/bin/jmap -heap:format=b <PID>




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Folie 21
JHat (JDK 1.6)

java -Xmx2048m -jar hat.jar ../java_pid27280.hprof
  Started HTTP server on port 7000
  Reading from ../java_pid27280.hprof...
  Dump file created Tue Nov 20 14:22:07 CET 2007




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Folie 22
SAP Memory Analyzer
•    kostenloses Tool zum Analysieren von großen Memory Dumps
      • sehr schnelle (durch Indizierung)
      • sehr gute Analysemöglichkeiten
      • Bearbeitung großer Dumps
      • als Eclipse Plugin oder eigenständige Applikation (RPC-
         Framework)
•    Artikel im JavaMagazin (11/2007 S.105)


•    Download:
     https://www.sdn.sap.com/irj/sdn/java?rid=/library/uuid/a0f47c83-5ef6-
     2910-2c89-b75d296edef9


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Folie 23
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Folie 24
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Folie 25
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Folie 26
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Folie 27
OutOfMemory

•    MemoryLeak durch CGLIB (Hibernate, EHCache, CoreMedia
     Dataviews, …)
•    ThreadLocal Variablen und ThreadPool des Tomcats
     http://opensource.atlassian.com/confluence/spring/pages/viewpage.a
     ction?pageId=2669




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Folie 28

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Systemanalyse von OutOfMemory Fehlern in Java-Anwendungen

  • 1. OutOfMemory Analyse von Laufzeitproblemen bei Java / J2EE Appliakationen Communardo Software GmbH Marko Seifert Dresden, 22.05.2008
  • 2. Motivation und Gliederung • analysiere OutOfMemory Probleme seit ca. 2 Jahren in verschiedenen Projekten • Einsatz verschiedener Tools • Strukturiertes Vorgehen beim Analysieren • Gliederung: • Grundlagen • Betriebskennzahlen ermitteln • Analyse von Speicherdumps (MemoryLeaks?) © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 2
  • 4. Speicher für den Java-Prozess • Die Process Size • maximale Speicher für einen Prozess • ist abhängig vom Betriebssystem und von der Hardware (4 GB bei 32 Bit, HugeMem- Kernel, Linux) • wird benötigt für: • Heap • Native Code • Permanent Generation © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 4
  • 5. Speicher für den Java-Prozess Der Heap • Speicher für die Erzeugung der Objekte Object a = new Object (); • Größe ist begrenzt; wird nichts angegeben gelten Systemdefaults • 2 Bereiche: • New Generation • Anlegen von neuen Objekten • Old Generation • Verwaltung der älteren, noch benötigten Objekte © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 5
  • 6. Speicher für den Java-Prozess • New Generation ist unterteilt in: • Eden: • Anlegen der Objekte • 2 Survivior Bereiche (From/To) • Zwischenspeicher für das Ermitteln von noch lebenden Objekte (Referenzen von lebenden Threads auf die Objekte) © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 6
  • 7. Heap-Parameter • Heapsize explizit angegeben JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -Xms1024m -Xmx1024mquot; • Servereinstellung (Heapverteilung old:new 1:3) JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -serverquot; • Heapdump bei OOM JAVA_VM_ARGS=quot;-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryErrorquot; • Parallele GC JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -XX:+UseParallelGC -XX:UseParallelOldGCquot; © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 7
  • 9. Speicher für Prozess • Aktuelle Speicher für einen Prozess top -p <PID> (Linux) • Betriebssystem bestimmen (Kernelversion) uname -r (Linux) • In Betriebssystemspezifikation nachlesen (z.B. bei RedHat) http://www.redhat.com/docs/manuals/enterprise/RHEL-4- Manual/release-notes/as-x86/ Red Hat Enterprise Linux 4 includes a kernel known as the hugemem kernel. This kernel supports a 4GB per-process user space (versus 3GB for the other kernels), and a 4GB direct kernel space. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 9
  • 10. Speicher für Prozess • OutOfMemory in Native Code • Process Size zu klein Process Size – Heap – PermSize = Speicher für Native Code • MemoryLeak in Native Code • File.deleteOnExit(); //JDK • Kernel beendet Java-Prozess An unexpected exception has been detected in native code outside the VM. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 10
  • 11. GC-Verlauf überwachen • GC-Logging aktivieren JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -verbose:gc -Xloggc:var/logs/gc.log -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+PrintTenuringDistributionquot; • gc.log mit HPjtune auswerten • Kurz vor OutOfMemory kann durch GC kaum noch Speicher freigegeben werden © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 11
  • 12. Monitoring mit JMeter Einrichten eines Users für die Management-Seiten <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?> <tomcat-users> ... <role rolename=quot;adminquot;/> <role rolename=quot;managerquot;/> <user username=quot;adminquot; password=quot;adminquot; roles=quot;admin, managerquot;/> ... </tomcat-users> © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 12
  • 13. Monitoring mit JMeter Tomcat Monitoring URL http://HOST:PORT/manager/status?XML=true <?xml version=quot;1.0quot; encoding=quot;utf-8quot;?> <status> <jvm> <memory free='206.306.536' total='424.214.528' max='492.175.360'/> </jvm> ... </status> © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 13
  • 14. Monitoring mit JMeter © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 14
  • 15. Monitoring mit JMeter © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 15
  • 16. JMX und JConsole • JMX Konfiguration JAVA_VM_ARGS=quot;$JAVA_VM_ARGS -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8086 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate= falsequot; • jconsole [processID] © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 16
  • 17. JMX und JConsole © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 17
  • 18. Profilerseite (CAE) + shell script • Auswertung von Apache Logfiles per shell script • Profilerseite der CAE mit shell script ausgelesen und in CSV-Datei geschrieben • Auswertung und Visualisierung mit Excel Internet 1.2 Datum: 10.05.2007 11.05.2007 12.05.2007 13.05.2007 14.05.2007 15.05.2007 16.05.2007 alle Aufrufe: 560966 702092 514152 443465 334097 561757 568876 Google: 56038 39199 4669 69170 3578 5221 6276 statisches PDF: 2840 5991 2682 2341 1203 3057 2272 PDFReactor: 2530 2611 197 4163 142 195 243 neue Session (exkl. URL Rewriting): 52150 43027 18085 57074 14474 20191 21947 Google Session: 37823 30581 967 55440 1490 814 1385 ask Session: 7041 6178 625 11396 484 642 865 © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 18
  • 19. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 19
  • 21. Speicherdump erstellen • Histogramm /.../jdk1.5.0/bin/jmap -histo <PID> > hist.txt • Binary HeapDump (komplett) /.../jdk1.5.0/bin/jmap -heap:format=b <PID> © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 21
  • 22. JHat (JDK 1.6) java -Xmx2048m -jar hat.jar ../java_pid27280.hprof Started HTTP server on port 7000 Reading from ../java_pid27280.hprof... Dump file created Tue Nov 20 14:22:07 CET 2007 © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 22
  • 23. SAP Memory Analyzer • kostenloses Tool zum Analysieren von großen Memory Dumps • sehr schnelle (durch Indizierung) • sehr gute Analysemöglichkeiten • Bearbeitung großer Dumps • als Eclipse Plugin oder eigenständige Applikation (RPC- Framework) • Artikel im JavaMagazin (11/2007 S.105) • Download: https://www.sdn.sap.com/irj/sdn/java?rid=/library/uuid/a0f47c83-5ef6- 2910-2c89-b75d296edef9 © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 23
  • 24. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 24
  • 25. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 25
  • 26. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 26
  • 27. © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 27
  • 28. OutOfMemory • MemoryLeak durch CGLIB (Hibernate, EHCache, CoreMedia Dataviews, …) • ThreadLocal Variablen und ThreadPool des Tomcats http://opensource.atlassian.com/confluence/spring/pages/viewpage.a ction?pageId=2669 © Communardo Software GmbH · Fon +49 (0) 351 833820 · info@communardo.de · www.communardo.de Folie 28