如何编写代码使Java虚拟机崩溃

如果是Java进程不知道什么原因退出或被杀死,想要分析具体原因,一般来说分下面几步:

1 拿到Java应用程序的日志文件。
一般来说日志文件中会有很应用相关的错误信息。Java进程异常退出的原因最有可能就是应用程序本身的问题。因此检查Java应用程序的日志文件可能是最快定位到错误的方法。

2 查找JVM的致命错误日志
如果应用程序日志文件中没有发现什么线索。那么还可以查看 JVM的致命错误日志。有些致命的错误,比如JNI或虚拟机本身产生的错误,可能使得Java应用程序来不及写日志就退出了。这时候可以查一个以 “hs_err_pid” 开头的日志名,例如hs_err_pid1125.log,其中1125是进程号。这个文件中也记录了一些宝贵的信息来提供一些线索,特别是Java自身的一些Bug。这个文件一般为于当前的工作目录中。用户可以用find命令自己搜索到。

3 查找操作系统的core dump文件
作为被操作系统所调度的进程,Java进程也会在不同的信号下产生Core Dump文件,例如Sig_ill和Seg_segv。这些非常严重的错误的确会使得Java虚拟机根本来不及产生任何日志就宕了。拿到core dump文件就可以使用很多工具来分析具体原因了,例如jmap, jstack等等都可以友好的进行Java进程的Core文件的分析。一般来说,Core文件也放到进程的当前工作目录,用户可以用find命令搜索 “core”。另外可以用coreadm来预先指定core文件存放的地方以及文件名的格式,例如:coreadm -g /var/core/core.%f.%p.%t

4使用Dtrace查找“是谁杀死了Java进程”
但是,有很多情况,进程被杀死的原因很复杂。有可能被别的进程以外杀掉,或被一些脚本不小心kill掉,或者被管理员(或入侵者kill -9)处理掉。这些情况都不会产生日志文件和core dump文件。这些情况很难跟踪。但如果是Solaris10下,可以使用下面的Dtrace脚本来确定“是谁杀死了Java进程”.

#!/usr/sbin/dtrace -qs
proc:::signal-send
/args[1]->pr_pid == $1/
{
printf("%s(pid:%d) is sending signal %d to %s"n", execname, pid, args[2],args[1]->pr_fname);
}

如何运行(1125)是进程号
$ ./sig1.d 1125
sched(pid:0) is sending signal 24 to bc
sched(pid:0) is sending signal 24 to bc
bash(pid:3987) is sending signal 15 to bc
bash(pid:3987) is sending signal 15 to bc
bash(pid:3987) is sendg signal 9 to bc

Java的应用有时候会因为各种原因Crash,这时候会产生一个类似java_errorpid.log的错误日志。可以拿到了这个日志,怎样分析Crash的原因呢?下面我们来详细讨论如何分析java_errorpid.log的错误日志。
一. 如何得到这个日志文件如果有一个严重的错误引起Java进程非正常退出,我们叫Crash,这时候会产生一个日志文件。缺省情况下,这个文件会产生在工作目录下。但是,可以在Java启动参数通过下面的设置,来改变这个文件的位置和命名规则。例如:
java -XX:ErrorFile=/var/log/java/java_error_%p.log
就将这个错误文件放在/var/log/java下,并且以java_error_pid.log的形式出现。

二.产生错误的原因造成严重错误的原因有多种可能性。Java虚拟机自身的Bug是原因之一,但是这种可能不是很大。在绝大多数情况下,是由于系统的库文件、API或第三方的库文件造成的;系统资源的短缺也有可能造成这种严重的错误。在发生了Crash之后,如果无法定位根本原因,也应该迅速找到Work Around的方法。

三.对日志文件的分析首先要检查日志的文件头:例如,下面是从一个客户发过来的错误日志的文件头
-------------------------------------
#
# An unexpected error has been detected by HotSpot Virtual Machine:
#
# EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005) at pc=0x0815e87e, pid=7268, tid=4360
#
# Java VM: Java HotSpot(TM) Server VM (1.4.2_13-b06 mixed mode)
# Problematic frame:
# V [jvm.dll+0x15e87e]
#
--------------------------------------

文件头中有很多有用的信息,“EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION ”意味着Java应用Crash的时候,正在运行JVM自己的代码,而不是外部的Java代码或其他类库代码。这种情况很可能是JVM的Bug,但是也不一定。除了“EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION ”,还有可能是别的信息,例如“SIGSEGV(0xb)”,意味着JVM正在执行本地或JNI的代码;[font=Thorndale, serif]“EXCEPTION_STACK_OVERFLOW”[/font]意味着这是个栈溢出的错误。
另外一个有用的信息就是:
# Problematic frame:
# V [jvm.dll+0x15e87e]

它说明Crash的时候,JVM正在从哪个库文件执行代码。除了“V”以外,还有可能是“C”、“j”、“v”、“J”。具体的表示意思如下:
FrameType Description:
C: Native C frame
j: Interpreted Java frame
V: VMframe
v: VMgenerated stub frame
J: Other frame types, including compiled Java frames
文件头之后,是当前线程的DUMP信息,线程之后是JVM进程的DUMP信息,包括所有线程的状态、地址和ID。最后还有JVM状态,Heap状态,动态连接库等等的信息。这些烦乱的信息中,包含有非常有用的信息。下面我们根据几个具体的实例来分析Java虚拟机Crash的典型例子。
四.内存回收引起的Crash内存回收引起的Crash有以下的特点:在日志文件头一般有“ EXCEPTION_ACCESS _VIOLATION”和“# Problematic frame: # V [jvm.dll+….”的信息,意味着这是在JVM内部处理,而且多半是JVM的Bug。对于这类问题,最快的方法就是绕过它。
另外,在Thread的DUMP信息最后,还能看到有关内存回收的行为例如:
--------------- T H R E A D ---------------
Current thread (0x00a56668): VMThread [id=4360]
siginfo: ExceptionCode=0xc0000005, reading address 0x00000057
Registers:
Stack: [0x03cf0000,0x03d30000), sp=0x03d2fc18, free space=255k
Native frames: (J=compiled Java code, j=interpreted, Vv=VM code, C=native code)
V [jvm.dll+0x15e87e]
VM_Operation (0x063efbac): full generation collection, mode: safepoint, requested by thread 0x040f83f8
------------------------------------------------------------

可以清楚的看到JVM正在做 “full generation collection”。另外还有可能看到,其他的回收行为:
generation collection for allocation
full generation collection

  • parallel gc failed allocation
  • parallel gc failed permanent allocation
  • parallel gc system gc

对于内存回收的错误,一般采取改变回收的算法和参数的方法来绕过去。例如,来自客户的日志除了上面的日志信息,在日志中Heap信息中还能发现一些其他信息:
--------------------------------------------------------------
Heap
def new generation total 22592K, used 19530K [0x10010000, 0x11890000, 0x138f0000)
eden space 20096K, 97% used [0x10010000, 0x11322bd8, 0x113b0000)
from space 2496K, 0% used [0x113b0000, 0x113b0000, 0x11620000)
to space 2496K, 0% used [0x11620000, 0x11620000, 0x11890000)
tenured generation total 190696K, used 100019K [0x138f0000, 0x1f32a000, 0x30010000)
the space 190696K, 52% used [0x138f0000, 0x19a9cf38, 0x19a9d000, 0x1f32a000)
compacting perm gen total 38656K, used 38588K [0x30010000, 0x325d0000, 0x34010000)
the space 38656K, 99% used [0x30010000, 0x325bf038, 0x325bf200, 0x325d0000)
----------------------------------------------------------------

上面的信息能看出在Crash的时候,JVM的PermSize空间几乎已经消耗完了,并且回收算法在压缩Perm空间的时候出了错。因此,建议改变内存回收的算法,或扩大PermSize和MaxPermSize的数值。

五.栈溢出引起的CrashJava代码引起的栈溢出,通常不会引起JVM的Crash,而是抛出一个[font=Thorndale, serif]Java[/font]异常:[font=Thorndale, serif]java.lang.StackOverflowError[/font]。但是在[font=Thorndale, serif]Java[/font]虚拟机中,[font=Thorndale, serif]Java[/font]的代码和本地[font=Thorndale, serif]C[/font]或[font=Thorndale, serif]C++[/font]代码公用相同的[font=Thorndale, serif]Stack[/font]。这样,在执行本地代码所造成的栈溢出,就有可能引起[font=Thorndale, serif]JVM[/font]的[font=Thorndale, serif]Crash[/font]了。
栈溢出引起的Crash会在日志的文件头中看到“EXCEPTION_STACK_OVERFLOW”字样。另外,在当前线程的Stack信息中也能发现一些信息。例如下面的例子:
在上面的信息中,可以发现这是个栈溢出的错误。并且当前栈剩余的空间已经很小了(free space =4k)。因此建议将JVM的Stack的尺寸调大,主要设计两个参数:“-Xss” 和“[font=Thorndale, serif]-XX:StackShadowPages=n”[/font]。但是,将栈的尺寸调大,也意味着在有限的内存资源中,能打开的最大线程数会减少。

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