最近線上有一條機(jī)器在運(yùn)行了10幾天后出現(xiàn)告警，頻繁出現(xiàn)fgc，在切斷流量之后，從運(yùn)維那邊拿了應(yīng)用的heapdump文件。
在一開(kāi)始出現(xiàn)fgc時(shí)，我就上了容器平臺(tái)查看了gc日志，gc日志如下：

image.png

從日志中可以看出很明顯優(yōu)于metaspace空間不夠造成的fgc，而且不斷進(jìn)行fgc，且metaspace空間回收不了。于是查看一下jvm啟動(dòng)參數(shù)，參數(shù)如下：

image.png

這里Metaspace和MaxMetaspace都設(shè)置成了256M，奇怪了gc日志中Metaspace才使用了165M就出現(xiàn)了fgc，難道是新加載的類90M的空間嗎，這個(gè)可以肯定不是，如果不是新申請(qǐng)90M的空間這個(gè)原因引起的，那么就只有metaspace內(nèi)存碎片引起的了。于是通過(guò)mat分析heapdump，發(fā)現(xiàn)DelegatingClassLoader有1100多個(gè)，于是先查看一下DelegatingClassLoader是個(gè)什么東西？其屬于sun.reflect包下，代碼如下：

classDelegatingClassLoader extendsClassLoader {
    DelegatingClassLoader(ClassLoader var1) {
        super(var1);
    }

證明其確實(shí)一個(gè)ClassLoader。

那到底是什么對(duì)象在引用這些ClassLoader呢，通過(guò)mat發(fā)現(xiàn)是GeneratedMethodAccessor在引用這些ClassLoader，繼續(xù)跟蹤發(fā)現(xiàn)是mybatis的Reflector應(yīng)用了這些對(duì)象。好辦了，于是繼續(xù)查看了Reflector的代碼，代碼片段如下：

privateMap<String, Invoker> setMethods= newHashMap<String, Invoker>();
privateMap<String, Invoker> getMethods= newHashMap<String, Invoker>();
privateMap<String, Class<?>> setTypes= newHashMap<String, Class<?>>();
privateMap<String, Class<?>> getTypes= newHashMap<String, Class<?>>();

這個(gè)Reflector對(duì)象會(huì)緩存orm中實(shí)體類的getter setter方法，mybatis需要將表中的記錄轉(zhuǎn)換成java實(shí)體類，為了提高反射的效率將實(shí)體類的方法、構(gòu)造函數(shù)等緩存起來(lái)了，Mybatis會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中通過(guò)ReflectorFactory為每一個(gè)實(shí)體類創(chuàng)建一個(gè)Reflector方便后續(xù)進(jìn)行反射調(diào)用。
問(wèn)題來(lái)了，為什么會(huì)有這么多的DelegatingClassLoader呢？通過(guò)mat可以分析出來(lái)，這些ClassLoader最終都是被java的Method對(duì)象所引用的。
于是分析Method的創(chuàng)建過(guò)程和Method的調(diào)用過(guò)程，最終發(fā)現(xiàn)Method在調(diào)用過(guò)程會(huì)創(chuàng)建一個(gè)MethodAccessor并將MehtodAccessor作為存在一個(gè)叫做methodAccessor的field中，java為了提高反射調(diào)用的性能，用了一種膨脹（inflation）的方式（從jni調(diào)用轉(zhuǎn)換成classbytes調(diào)用），通過(guò)參數(shù)-Dsun.reflect.inflationThreshold進(jìn)行控制默認(rèn)15，在小于這個(gè)次數(shù)時(shí)會(huì)使用native的方式對(duì)方法進(jìn)行調(diào)用，如果method的調(diào)用次數(shù)超過(guò)指定次數(shù)就會(huì)使用字節(jié)碼的方式生成方法調(diào)用，如果使用字節(jié)碼的方式最終會(huì)為每一個(gè)方法都生成DelegatingClassLoader。
具體的源碼如下：
Method.invoke方法：

image.png

Method.acquireMethodAccessor方法：

image.png

ReflectionFactory.newMethodAccessor方法：

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NativeMethodAccessorImpl.invoke方法：

publicObject invoke(Object var1, Object[] var2) throwsIllegalArgumentException, InvocationTargetException {
    if(++this.numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold() && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(this.method.getDeclaringClass())) {
        MethodAccessorImpl var3 = (MethodAccessorImpl)(newMethodAccessorGenerator()).generateMethod(this.method.getDeclaringClass(), this.method.getName(), this.method.getParameterTypes(), this.method.getReturnType(), this.method.getExceptionTypes(), this.method.getModifiers());
        this.parent.setDelegate(var3);
    }

    returninvoke0(this.method, var1, var2);
}

MethodAccessorGenerator.generateMethod方法片段：

image.png

ClassDefiner.defineClass方法：

image.png

另外還有RefectionFactory的checkInitted方法會(huì)通過(guò)System.getProperty方法拿sun.reflect.inflationThresholdproperty，默認(rèn)值為15。
代碼的流程不是很長(zhǎng)，切比較容易理解。接下來(lái)就是驗(yàn)證是不是java反射的Inflat方式引起的。于是寫(xiě)了下面的例子進(jìn)行驗(yàn)證：

/
-XX:MetaspaceSize=64M -XX:MaxMetaspaceSize=64M -Xms1g -Xmx1g -XX:+UseConcMarkSweepGC
 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75  -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:+PrintGCTimeStamps
-XX:+PrintGCDetails -Dsun.reflect.inflationThreshold=0
/

public static voidmain(String[] args) throwsIOException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
    ReflectorFactory reflectorFactory = newDefaultReflectorFactory();
    System.out.println("load class start");
    // model有1000個(gè)方法
Reflector reflector1 = reflectorFactory.findForClass(TestModel.class);
    Reflector reflector2 = reflectorFactory.findForClass(TestModel2.class);
    Reflector reflector3 = reflectorFactory.findForClass(TestModel3.class);

    System.out.println("load class finished");
    
    // model有1000個(gè)方法
TestModel testModel = newTestModel();

    Object[] empty = {};
    Object[] one1 = {"a"};

    TestModel2 testModel2 = newTestModel2();

    TestModel3 testModel3 = newTestModel3();

    System.out.println("method invoke start");
    for(inti = 0; i < 1; i++) {
        for(intj = 0; j < 1000; j++) {
            reflector1.getSetInvoker("field"+ j).invoke(testModel, one1);
            reflector1.getGetInvoker("field"+ j).invoke(testModel, empty);

            reflector2.getSetInvoker("field"+ j).invoke(testModel2, one1);
            reflector2.getGetInvoker("field"+ j).invoke(testModel2, empty);

            reflector3.getSetInvoker("field"+ j).invoke(testModel3, one1);
            reflector3.getGetInvoker("field"+ j).invoke(testModel3, empty);
        }
    }
    System.out.println("method invoke finished");
    System.in.read();
}

通過(guò)不設(shè)置參數(shù)sun.reflect.inflationThreshold和設(shè)置參數(shù)為0，運(yùn)行結(jié)果如下：
不設(shè)置的情況：

image.png

設(shè)置為0的情況：

image.png

可以看出兩種設(shè)置下Metaspace內(nèi)存占用相差很大，基本驗(yàn)證分析的結(jié)果是正確的。
最終針對(duì)這次因?yàn)镸etaspace引起頻繁fgc的修復(fù)的方案可以有：

• 增大Metaspace空間
• 犧牲一些性能，應(yīng)用啟動(dòng)參數(shù)中添加參數(shù)-Dsun.reflect.inflationThreshold，并將其值設(shè)置的足夠大。