凌晨三点救火实录：Java内存泄漏的七个神坑，你至少踩过三个！

合集 - Java后端开发(9)

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9.凌晨三点救火实录：Java内存泄漏的七个神坑，你至少踩过三个！02-25

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引子：那个让运维集体加班的夜晚

"凡哥！线上服务响应时间飙到10秒了！"凌晨1点，实习生小李的语音带着哭腔。
监控大屏上，JVM堆内存曲线像坐了火箭——刚扩容的16G内存，30分钟就被吃干抹净。
我咬着牙拍桌子："把最近一周上线的代码给我翻个底朝天！"

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第一坑：Static集合成永动机

▌ 翻车代码（真实项目片段）

// 缓存用户AI对话历史 → 翻车写法！
public class ChatHistoryCache {
    private static Map<Long, List<String>> cache = new HashMap<>();
 
    public static void addMessage(Long userId, String msg) {
        cache.computeIfAbsent(userId, k -> new ArrayList<>()).add(msg);
    }
}

▌ 翻车现场

• 用户量暴增时，缓存数据只进不出，48小时撑爆内存
• 用Arthas抓现行：vmtool --action getInstances -c 4614556e 看到Map尺寸破千万
• MAT分析：HashMap$Node对象占堆内存82%

▌ 正确姿势

// 改用Guava带过期时间的缓存
private static Cache<Long, List<String>> cache = CacheBuilder.newBuilder()
        .expireAfterAccess(1, TimeUnit.HOURS) 
        .maximumSize(10000)
        .build();

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第二坑：Lambda忘记关文件流

▌ 致命代码（处理AI模型文件）

// 加载本地模型文件 → 翻车写法！
public void loadModels(List<File> files) {
    files.forEach(file -> {
        try {
            InputStream is = new FileInputStream(file); // 漏了关闭！
            parseModel(is);
        } catch (IOException e) { /*...*/ }
    });
}

▌ 诡异现象

• 服务运行三天后突然报 "Too many open files"
• Linux排查：lsof -p 进程ID | grep 'deleted' 发现大量未释放文件句柄
• JVM监控：jcmd PID VM.native_memory显示文件描述符数量突破1万

▌ 抢救方案

// 正确写法：try-with-resources自动关闭
files.forEach(file -> {
    try (InputStream is = new FileInputStream(file)) { // 自动关流
        parseModel(is);
    } catch (IOException e) { /*...*/ }
});

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第三坑：Spring事件监听成钉子户

▌ 坑爹代码（消息通知模块）

// 监听AI处理完成事件 → 翻车写法！
@Component
public class NotifyService {
 
    @EventListener
    public void handleAiEvent(AICompleteEvent event) {
        // 错误持有外部服务引用
        externalService.registerCallback(this::sendNotification); 
    }
}

▌ 内存曲线

• 每次事件触发，监听器对象就被外部服务强引用，永远不释放
• MAT分析：NotifyService实例数随时间线性增长
• GC日志：老年代占用率每周增长5%

▌ 避坑绝招

// 使用弱引用解除绑定
public void handleAiEvent(AICompleteEvent event) {
    WeakReference<NotifyService> weakRef = new WeakReference<>(this);
    externalService.registerCallback(() -> {
        NotifyService service = weakRef.get();
        if (service != null) service.sendNotification();
    });
}

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第四坑：线程池里的僵尸任务

▌ 问题代码（异步处理AI请求）

// 异步线程池配置 → 翻车写法！
@Bean
public Executor asyncExecutor() {
    return new ThreadPoolExecutor(10, 10,
        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<>()); // 无界队列！
}

▌ 灾难现场

• 请求突增时队列堆积50万任务，每个任务持有一个AI响应对象
• 堆dump显示：byte[]占内存90%，全是待处理的响应数据
• 监控指标：queue_size指标持续高位不降

▌ 正确配置

// 设置队列上限+拒绝策略
new ThreadPoolExecutor(10, 50, 
    60L, TimeUnit.SECONDS,
    new ArrayBlockingQueue<>(1000), 
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

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第五坑：MyBatis连接池里的幽灵

▌ 致命代码（查询用户对话记录）

public List<ChatRecord> getHistory(Long userId) {
    SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();
    try {
        return session.selectList("queryHistory", userId);
    } finally {
        // 忘记session.close() → 连接池逐渐枯竭
    }
}

▌ 泄露证据

• Druid监控面板显示活跃连接数达到最大值
• 日志报错：Cannot get connection from pool, timeout 30000ms
• 堆分析：SqlSession实例数异常增长

▌ 正确姿势

// 使用try-with-resources自动关闭
try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
    return session.selectList("queryHistory", userId);
}

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第六坑：第三方库的温柔陷阱

▌ 问题代码（缓存用户偏好设置）

// 使用Ehcache时的错误配置
CacheConfiguration<Long, UserPreference> config = new CacheConfiguration<>()
    .setName("user_prefs")
    .setMaxEntriesLocalHeap(10000); // 只设置了数量，没设过期时间！

▌ 内存症状

• GC日志显示老年代每周增长3%
• Arthas监控：watch com.example.CacheService getCachedUser返回对象存活时间超7天
• 压测时触发OOM，堆中发现大量UserPreference对象

▌ 正确配置

config.setTimeToLiveSeconds(3600) // 1小时过期
      .setDiskExpiryThreadIntervalSeconds(60); // 过期检查间隔

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第七坑：ThreadLocal用完不打扫

▌ 致命代码（用户上下文传递）

public class UserContextHolder {
    private static final ThreadLocal<User> currentUser = new ThreadLocal<>();
 
    public static void set(User user) {
        currentUser.set(user);
    }
 
    // 缺少remove方法！
}

▌ 内存异常

• 线程池复用后，ThreadLocal中旧用户数据堆积
• MAT分析：User对象被ThreadLocalMap强引用无法释放
• 监控发现：每个线程持有平均50个过期用户对象

▌ 修复方案

// 使用后必须清理！
public static void remove() {
    currentUser.remove();
}
 
// 在拦截器中强制清理
@Around("execution(* com.example..*.*(..))")
public Object clearContext(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
    try {
        return pjp.proceed();
    } finally {
        UserContextHolder.remove(); // 关键！
    }
}

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终极排查工具箱

1. Arthas实战三连击

# 实时监控GC情况
dashboard -n 5 -i 2000
 
# 追踪可疑方法调用频次
trace com.example.CacheService addCacheEntry -n 10
 
# 动态修改日志级别（无需重启）
logger --name ROOT --level debug

2. MAT分析三板斧

• Dominator Tree：揪出内存吞噬者
• Path to GC Roots：顺藤摸瓜找凶手
• OQL黑科技：

  SELECT * FROM java.util.HashMap WHERE size > 10000
  SELECT toString(msg) FROM java.lang.String WHERE msg.value LIKE "%OOM%"

3. 线上救火命令包

# 快速查看堆内存分布
jhsdb jmap --heap --pid <PID>
 
# 统计对象数量排行榜
jmap -histo:live <PID> | head -n 20
 
# 强制触发Full GC（慎用！）
jcmd <PID> GC.run

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防泄漏军规十二条

1. 所有缓存必须设置双保险：过期时间 + 容量上限
2. IO操作三重防护：

   try (InputStream is = ...) { // 第一重
       useStream(is); 
   } catch (IOException e) {    // 第二重
       log.error("IO异常", e);
   } finally {                  // 第三重
       cleanupTempFiles();
   }

3. 线程池四不原则：
   • 不用无界队列
   • 不设不合理核心数
   • 不忽略拒绝策略
   • 不存放大对象
4. Spring组件三查：
   • 查事件监听器引用链
   • 查单例对象中的集合类
   • 查@Async注解的线程池配置
5. 第三方库两验：
   • 验连接池归还机制
   • 验缓存默认配置
6. 代码审查重点关注：
   • 所有static修饰的集合
   • 所有close()/release()调用点
   • 所有内部类持有外部引用的地方

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运维老凡的避坑日记

2024-03-20 凌晨2点
"小王啊，知道为什么我头发这么少吗？
当年有人把用户会话存到ThreadLocal里不清理，
结果线上十万用户同时在线时——
那内存泄漏的速度比理发店推子还快！"

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自测题：你能看出这段代码哪里会泄漏吗？

// 危险代码！请找出三个泄漏点
public class ModelLoader {
    private static List<Model> loadedModels = new ArrayList<>();
    
    public void load(String path) {
        Model model = new Model(Files.readAllBytes(Paths.get(path)));
        loadedModels.add(model);
        Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()
                 .scheduleAtFixedRate(() -> model.refresh(), 1, 1, HOURS);
    }
}

答案揭晓：

1. static集合无清理机制
2. 定时任务线程池未关闭
3. 匿名内部类持有Model强引用