错误的 ExecutorService 用法导致的内存泄露

JDK 提供了 ExecutorService 接口以及默认的实现类, 并通过 Executors 工具类暴露了一些常见的用法. 如果使用不当, 将会很容易造成线上问题. 这里介绍一个曾经遇到的这样的问题.

一开始看到了某个应用里面的一台机器开始 GC overhead 告警, 通过查看 GC overhead 指标数据, 发现该应用里其它几台机器也快要报警了. 感觉像是一个慢慢的内存泄漏, 完全把 heap 吃完可能需要比较长的时间.

找到那台告警的机器, 首先下载分享 verbose GC log, 发现已经开始频繁 Full GC, 老年代内存基本耗尽. 拉长时间看, 还是可以看到一开始老年代还是有空闲内存的, 然后渐渐被吃光.

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既然是 heap 问题, 那就做了一个 heap dump, 同时做了一个 thread dump. 对 heap dump 使用 MAT 进行分析, 发现大量 io.netty.buffer.PoolThreadCache, 占用了一半多的 heap 空间, 而这些对象实例都是 ThreadLocal 的对象.

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ThreadLocal 对象是每个 thread 对应一个实例, 那么必然有这么多 live thread. 查看刚才做的 thread dump, 发现共有6352个线程, 其中有5465个线程的名字有个共同的模式: pool-xxxx-thread-1. 这是线程池里面线程默认的名字, 并且没有发现 thread-2 这样的名字. 这些线程没有任何任务可做, 都在等待任务的到来, 看上去永远也不会等到.

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从上面的数量和名字大概可以猜测, 有人用了线程池, 并且创建了非常多的线程池. git clone 该应用的源代码, 搜了一下 ExecutorService 关键字, 果然验证了这个猜想:

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有个新手在一个方法里面创建了 ExexutorService, 方法结束就丢弃, 并且没有调用 shutdown() 或 shutdownNow() 方法, 这是新手很容易出现的问题.

一般说来, 线程池都是作为全局存在, 在需要的时候创建, 根据需要设置 core pool size 和 max pool size, 当线程池不在需要的时候, 一定要 shutdown, 否则这些线程会一直存活. 首先, 这个例子里面的在一个方法里面创建线程池, 本来就是不对的, 线程池是为了线程复用, 显然在这里并没有达到这个效果, 方法结束就不能再复用了. 其次, 忘记关闭导致泄露.

虽然这里是由太多的 io.netty.buffer.PoolThreadCache 所暴露的, 即使不由这个 PoolThreadCache 暴露, 早晚会由太多的线程导致 heap 被用光.

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