JVM对象分配与程序崩溃排查
一、new 对象在 JVM 中的过程
在 JVM 中通过 new 关键字创建对象时，会经历以下步骤：
-
内存分配
对象的内存分配在 堆（Heap） 中，优先在 新生代（Young Generation） 的 Eden 区 分配。分配方式取决于堆内存是否规整：- 指针碰撞（Bump the Pointer）：适用于内存规整的堆（如使用
-XX:+UseSerialGC）。 - 空闲列表（Free List）：适用于内存不规整的堆（如使用
-XX:+UseCMSGC）。
- 指针碰撞（Bump the Pointer）：适用于内存规整的堆（如使用
-
初始化零值
内存分配完成后，JVM 会将对象的所有字段初始化为零值（如int初始化为 0，引用初始化为null）。 -
设置对象头（Object Header）
对象头包含以下信息：- Mark Word：哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志等。
- 类型指针：指向方法区中对象所属类的元数据。
-
执行构造函数（
调用对象的构造函数（用户编写的new后的代码），完成字段的显式初始化。
二、对象从新生代晋升到老生代的条件
对象从新生代进入老生代的几种情况：
-
年龄阈值（MaxTenuringThreshold）
默认情况下，对象每经历一次 Minor GC 并存活，年龄加 1。当年龄超过阈值（默认15，通过-XX:MaxTenuringThreshold设置）时，晋升到老年代。 -
大对象直接进入老年代
通过-XX:PretenureSizeThreshold设置阈值（如1MB），大于该值的对象直接在老年代分配（避免在 Eden 区复制）。 -
Survivor 区动态年龄判断
如果 Survivor 区中 相同年龄的所有对象大小总和超过 Survivor 区的一半，则年龄大于等于该值的对象直接晋升到老年代。 -
Minor GC 后 Survivor 区空间不足
当 Survivor 区无法容纳 Minor GC 后存活的对象时，会通过 分配担保机制（Handle Promotion） 直接将对象转移到老年代。
三、CPU 和内存正常，但程序崩溃的排查方法
即使 CPU 和内存正常，程序崩溃仍可能由以下原因导致：
1. 内存泄漏或 OOM（OutOfMemoryError）
- 检查 JVM 日志：搜索
OutOfMemoryError或java.lang.StackOverflowError。 - 堆转储分析：通过
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof导出堆快照，用工具（如 MAT、VisualVM）分析内存泄漏。 - 元空间泄漏：检查是否有类加载器泄漏（如频繁生成动态类）。
2. 死锁或线程阻塞
- 线程转储分析：通过
jstack或kill -3获取线程快照，检查是否有BLOCKED状态的线程或死锁。 - 示例死锁日志：
Found one Java-level deadlock: Thread 1 waiting to lock Monitor@0x00007fcdd8003e58 (Object 0x000000076ab00000), Thread 2 holding Monitor@0x00007fcdd8003e58 (Object 0x000000076ab00000)
3. JVM 崩溃（Native 层错误）
- 检查
hs_err_pid：JVM 崩溃时会生成错误日志，记录 Native 层错误（如 SIGSEGV）。.log - 常见原因：JNI 代码错误、操作系统资源耗尽（如文件句柄数限制）。
4. 外部依赖故障
- 数据库连接池耗尽：检查日志中是否有
Connection pool is full。 - 外部服务超时：通过链路追踪工具（如 SkyWalking）分析调用链。
5. 程序主动退出
- 检查代码中的
System.exit()：是否有逻辑错误调用System.exit(0)。 - 信号处理：检查是否捕获到
SIGTERM或SIGINT信号（如kill -15）。
6. 资源泄漏
- 文件句柄泄漏：通过
lsof -p查看进程打开的文件数。 - Socket 泄漏：通过
netstat -anp | grep检查未关闭的连接。
四、排查工具汇总
| 工具/命令 | 用途 |
|---|---|
jstack | 获取线程快照，分析死锁/阻塞 |
jmap -heap | 查看堆内存分配情况 |
jstat -gcutil | 监控 GC 频率和耗时 |
jcmd | 生成堆转储文件 |
vmstat 1 | 监控系统资源（CPU、内存、IO） |
strace -p | 跟踪系统调用和信号 |
五、总结
- 对象分配：优先在 Eden 区，通过 GC 年龄或大对象策略进入老年代。
- 程序崩溃排查：优先检查 JVM 日志、线程快照、堆转储和系统资源限制。
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