记一次隐藏很深的 JVM 线上惨案的分析、排查、解决

比如上面的那个类，如果你查阅一些资料，很容易就会搞明白，那个类大概是在你使用Java中的反射时加载的，所谓反射代码类似如下所示。

Method method = XXX.class.getDeclaredMethod(xx,xx); 
method.invoke(target,params); 

友情提示一下，反射是Java中最最基础的一个概念，不懂的朋友自己查一下资料。

简单来说，就是通过XXX.class获取到某个类，然后通过geteDeclaredMethod获取到那个类的方法。

这个方法就是一个Method对象，接着通过Method.invoke可以去调用那个类的某个对象的方法，大概就这个意思。

在执行这种反射代码时，JVM会在你反射调用一定次数之后就动态生成一些类，就是我们之前看到的那种莫名其妙的类

下次你再执行反射的时候，就是直接调用这些类的方法，这是JVM的一个底层优化的机制。

看到这里，有的小伙伴是不是有点蒙?

其实这倒无所谓，这段话看的蒙丝毫不影响你进行JVM优化的

你只要记住一个结论：如果你在代码里大量用了类似上面的反射的东西，那么JVM就是会动态的去生成一些类放入Metaspace区域里的。

所以上面看到的那些奇怪的类，就是由于不停的执行反射的代码才生成的，如下图所示。

8、JVM创建的奇怪类有什么玄机?

那么接下来我们就很奇怪一件事情，就是JVM为什么要不停的创建那些奇怪的类然后放入Metaspace中去?

其实这就要从一个点入手来分析一下了，因为上面说的那种JVM自己创建的奇怪的类，他们的Class对象都是SoftReference，也就是软引用的。

大家可千万别说连类的Class是什么都没听说过?简单来说，每个类其实本身自己也是一个对象，就是一个Class对象，一个Class对象就代表了一个类。同时这个Class对象代表的类，可以派生出来很多实例对象。

举例来说，Class Student，这就是一个类，他本身是由一个Class类型的对象表示的。

但是如果你走一个Student student = new Student()，这就是实例化了这个Student类的一个对象，这是一个Student类型的实例对象。

所以我们这里所说的Class对象，就是JVM在发射过程中动态生成的类的Class对象，他们都是SoftReference软引用的。

所谓的软引用，最早我们再一篇文章里说过，正常情况下不会回收，但是如果内存比较紧张的时候就会回收这些对象。

那么SoftReference对象到底在GC的时候要不要回收是通过什么公式来判断的呢?

是如下的一个公式：

clock - timestamp <= freespace * SoftRefLRUPolicyMSPerMB。

这个公式的意思就是说，“clock - timestamp”代表了一个软引用对象他有多久没被访问过了，freespace代表JVM中的空闲内存空间，SoftRefLRUPolicyMSPerMB代表每一MB空闲内存空间可以允许SoftReference对象存活多久。

举个例子，假如说现在JVM创建了一大堆的奇怪的类出来，这些类本身的Class对象都是被SoftReference软引用的。

然后现在JVM里的空间内存空间有3000MB，SoftRefLRUPolicyMSPerMB的默认值是1000毫秒，那么就意味着，此时那些奇怪的SoftReference软引用的Class对象，可以存活3000 * 1000 = 3000秒，就是50分钟左右。

当然上面都是举例而已，大家都知道，一般来说发生GC时，其实JVM内部或多或少总有一些空间内存的，所以基本上如果不是快要发生OOM内存溢出了，一般软引用也不会被回收。

所以大家就知道了，按理说JVM应该会随着反射代码的执行，动态的创建一些奇怪的类，他们的Class对象都是软引用的，正常情况下不会被回收，但是也不应该快速增长才对。

9、为什么JVM创建的奇怪的类会不停的变多?

那么究竟为什么JVM创建的那些奇怪的类会不停的变多呢?

原因很简单，因为文章开头那个新手工程师不知道从哪里扒出来了SoftRefLRUPolicyMSPerMB这个JVM启动参数，他直接把这个参数设置为0了。

他想的是，一旦这个参数设置为0，任何软引用对象就可以尽快释放掉，不用留存，尽量给内存释放空间出来，这样不就可以提高内存利用效率了么?

真是想的很傻很天真。

实际上一旦这个参数设置为0之后，直接导致clock - timestamp <= freespace * SoftRefLRUPolicyMSPerMB这个公式的右半边是0，就导致所有的软引用对象，比如JVM生成的那些奇怪的Class对象，刚创建出来就可能被一次Young GC给带着立马回收掉一些。

如下图所示。

比如JVM好不容易给你弄出来100个奇怪的类，结果因为你瞎设置软引用的参数，导致突然一次GC就给你回收掉几十个类

接着JVM在反射代码执行的过程中，就会继续创建这种奇怪的类，在JVM的机制之下，会导致这种奇怪类越来越多。

也许下一次gc又会回收掉一些奇怪的类，但是马上JVM还会继续生成这种类，最终就会导致Metaspace区域被放满了，一旦Metaspace区域被占满了，就会触发Full GC，然后回收掉很多类，接着再次重复上述循环，如下图所示。

其实很多人会有一个疑问，到底为什么软引用的类因为错误的参数设置被快速回收之后，就会导致JVM不停创建更多的新的类呢?

其实大家不用去扣这里的细节，这里有大量的底层JDK源码的实现，异常复杂，要真的说清楚，得好几篇文章才能讲清楚JDK底层源码的这些细节。

大家只要记住这个结论，明白这个道理就好。

10、如何解决这个问题?

虽然底层JDK的一些实现细节我们没分析，但是大致梳理出来了一个思路，大家也很清楚问题所在和原因了

解决方案很简单。在有大量反射代码的场景下，大家只要把

-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 

这个参数设置大一些即可，千万别让一些新手同学设置为0，可以设置个1000，2000，3000，或者5000毫秒，都可以。

提高这个数值，就是让反射过程中JVM自动创建的软引用的一些类的Class对象不要被随便回收，当时我们优化这个参数之后，就可以看到系统稳定运行了。

基本上Metaspace区域的内存占用是稳定的，不会来回大幅度波动了。

（编辑：衡阳站长网）

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