前面提到了很多 JVM 的分析工具，本节里我们会再介绍几种有用的工具，大家可以在需要的时候按需使用。
OOM Killer
在前面的章节，我们简单提及过 Linux 系统上的 OOM Killer（Out Of Memory killer，OOM 终结者）。假如物理内存不足，Linux 会找出“一头比较壮的进程”来杀掉。
OOM Killer 参数调优
Java 的堆内存溢出（OOM），是指堆内存用满了，GC 没法回收导致分配不了新的对象。
而操作系统的内存溢出（OOM），则是指计算机所有的内存（物理内存 + 交换空间），都被使用满了。
这种情况下，默认配置会导致系统报警，并停止正常运行。当然，将 /proc/sys/vm/panic_on_oom 参数设置为 0 之后，则系统内核会在发生内存溢出时，自动调用 OOM Killer 功能，来杀掉最壮实的那头进程（Rogue Process，流氓进程），这样系统也许就可以继续运行了。
以下参数可以基于单个进程进行设置，以手工控制哪些进程可以被 OOM Killer 终结。这些参数位于 proc 文件系统中的 /proc/pid/ 目录下，其中 pid 是指进程的 ID。
- oomadj：正常范围是 -16 到 15，用于计算一个进程的 OOM 评分（oomscore）。这个分值越高，该进程越有可能被 OOM Killer 给干掉。如果设置为 -17，则禁止 OOM Killer 杀死该进程。
- proc 文件系统是虚拟文件系统，某个进程被杀掉，则 /proc/pid/ 目录也就被销毁了。
OOM Killer 参数调整示例
例如进程的 pid=12884，root 用户执行：
$ cat /proc/12884/oom_adj
0
# 查看最终得分
$ cat /proc/12884/oom_score
161
$ cat /proc/12884/oom_score_adj
0
# 修改分值 ...
$ echo -17 > /proc/12884/oom_adj
$ cat /proc/12884/oom_adj
-17
$ cat /proc/12884/oom_score
0
# 查看分值修正值
$ cat /proc/12884/oom_score_adj
-1000
# 修改分值
$ echo 15 > /proc/12884/oom_adj
$ cat /proc/12884/oom_adj
15
$ cat /proc/12884/oom_score
1160
$ cat /proc/12884/oom_score_adj
1000
这样配置之后，就允许某个占用了最多资源的进程，在操作系统内存不足时，也不会杀掉他，而是先去杀别的进程。
案例
我们通过以下这个案例来展示 OOM Killer。
1. 问题描述
某个 Java 应用经常挂掉，原因疑似 Java 进程被杀死。
2. 配置信息
配置如下：
- 服务器：阿里云 ECS
- IP 地址：192.168.1.52
- CPU：4 核，虚拟 CPU Intel Xeon E5-2650 2.60GHz
- 物理内存：8GB
3. 可用内存
内存不足：4 个 Java 进程，2.1+1.7+1.7+1.3=6.8G，已占用绝大部分内存。
4. 查看日志
Linux 系统的 OOM Killer 日志：
sudo cat /var/log/messages | grep killer -A 2 -B 2
经排查发现，具有如下日志：
$ sudo cat /var/log/messages | grep killer -A 2 -B 2
May 21 09:55:01 web1 systemd: Started Session 500687 of user root.
May 21 09:55:02 web1 systemd: Starting Session 500687 of user root.
May 21 09:55:23 web1 kernel: java invoked oom-killer: gfp_mask=0x201da，order=0，oom_score_adj=0
May 21 09:55:24 web1 kernel: java cpuset=/ mems_allowed=0
May 21 09:55:24 web1 kernel: CPU: 3 PID: 25434 Comm: java Not tainted 3.10.0-514.6.2.el7.x86_64 #1
--
May 21 12:05:01 web1 systemd: Started Session 500843 of user root.
May 21 12:05:01 web1 systemd: Starting Session 500843 of user root.
May 21 12:05:22 web1 kernel: jstatd invoked oom-killer: gfp_mask=0x201da，order=0，oom_score_adj=0
May 21 12:05:22 web1 kernel: jstatd cpuset=/ mems_allowed=0
May 21 12:05:23 web1 kernel: CPU: 2 PID: 10467 Comm: jstatd Not tainted 3.10.0-514.6.2.el7.x86_64 #1
可以确定，确实是物理内存不足引起的。
注意：所有 Java 进程的
-Xmx加起来，如果大于系统的剩余内存，就可能发生这种情况。
查询系统所有进程的 oom_score：
ps -eo pid,comm,pmem --sort -rss | awk '{"cat /proc/"$1"/oom_score" | getline oom; print $0"\t"oom}'
重要提示：
如果调整过某个进程的 oom_adj 配置，那么由该进程创建的所有进程，都会继承 oom_score 分值。例如，假设某个 sshd 进程受 OOM Killer 的保护，则所有的 SSH 会话也将受到保护。这样的配置，如果发生 OOM，有可能会影响 OOM Killer 拯救系统的功能。
我们现在设想一个场景，假如我们想要随时调试跟踪线上运行的系统，需要用什么样的工具呢？下面就介绍 2 款这样的工具。
BTrace 诊断分析工具
BTrace 是基于 Java 语言的一款动态追踪工具，可用于辅助问题诊断和分析。
BTrace 项目地址：
在 Wiki 页面 中有一些简单的介绍：
BTrace 基于 ASM、Java Attach API、Instruments 开发，提供很多注解。通过这些注解，可以通过 Java 代码来编写 BTrace 脚本进行只读监控，而无需深入了解 ASM 对字节码的操纵。
下面我们来实际操作一下。
BTrace 下载
找到 Release 页面，找到最新的压缩包下载：
下载完成后解压即可使用：
1613271.png
可以看到，bin 目录下是可执行文件，samples 目录下是脚本示例。
示例程序
我们先编写一个有入参有返回值的方法，示例如下：
package demo.jvm0209;
import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class RandomSample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//
int count = 10000;
int seed = 0;
for (int i = 0; i < count; i++) {
seed = randomHash(seed);
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
}
}
public static int randomHash(Integer seed) {
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
int hashCode = uuid.hashCode();
System.out.println("prev.seed=" + seed);
return hashCode;
}
}
这个示例程序很简单，循环很多次调用某个方法，使用其他程序也是一样的。
然后运行程序，可以看到控制台每隔一段时间就有一些输出：
prev.seed=1601831031
...
BTrace 提供了命令行工具，但使用起不如在 JVisualVM 中方便，下面通过 JVisualVM 中集成 BTrace 插件进行简单的演示。
JVisualVM 环境中使用 BTrace
安装 JVisualVM 插件的操作，我们在前面的章节《JDK 内置图形界面工具》中介绍过。
细心的同学可能已经发现，在安装 JVisualVM 的插件时，有一款插件叫做“BTrace Workbench”。安装这款插件之后，在对应的 JVM 实例上点右键，就可以进入 BTrace 的操作界面。
1. BTrace 插件安装
打开 VisualVM，选择菜单“工具–插件(G)”：
82699966.png
然后在插件安装界面中，找到“可用插件”：
82770532.png
勾选“BTrace Workbench”之后，点击“安装(I)”按钮。
如果插件不显示，请更新 JDK 到最新版。
82937996.png
按照引导和提示，继续安装即可。
82991766.png
接受协议，并点击安装。
83219940.png
等待安装完成：
83257210.png
点击“完成”按钮即可。
BTrace 插件使用
85267702.png
打开后默认的界面如下：
85419826.png
可以看到这是一个 Java 文件的样子。然后我们参考官方文档，加一些脚本进去。
BTrace 脚本示例
我们下载的 BTrace 项目中，samples 目录下有一些脚本示例。 参照这些示例，编写一个简单的 BTrace 脚本：
import com.sun.btrace.annotations.*;
import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;
@BTrace
public class TracingScript {
@OnMethod(
clazz = "/demo.jvm0209.*/",
method = "/.*/"
)
// 方法进入时
public static void simple(
@ProbeClassName String probeClass,
@ProbeMethodName String probeMethod) {
print("entered " + probeClass);
println("." + probeMethod);
}
@OnMethod(clazz = "demo.jvm0209.RandomSample",
method = "randomHash",
location = @Location(Kind.RETURN)
)
// 方法返回时
public static void onMethodReturn(
@ProbeClassName String probeClass,
@ProbeMethodName String probeMethod,
@Duration long duration,
@Return int returnValue) {
print(probeClass + "." + probeMethod);
print(Strings.strcat("(), duration=", duration+"ns;"));
println(Strings.strcat(" return: ", ""+returnValue));
}
}
执行结果
可以看到，输出了简单的执行结果：
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