核心概念：JVM 内存模型

要理解 WebLogic 的内存，必须先理解它所运行的 Java 虚拟机 的内存结构，JVM 内存主要分为两大块：堆内存 和 非堆内存。

堆内存

这是 JVM 管理的最大、最核心的一块内存，用于存放对象实例和数组，几乎所有通过 new 关键字创建的对象都存储在堆中。

堆内存是多线程共享的，也是垃圾回收 的主要区域。

• 新生代

  • 目的：新创建的对象首先在这里分配内存，大部分对象的生命周期都很短。
  • 结构：
    • Eden 区：新对象的诞生地。
    • Survivor 区 (S0, S1)：经过一次 Minor GC 后仍存活的对象会被移动到 Survivor 区，两个 Survivor 区会互相“倒腾”，每次只使用其中一个。
  • 回收过程：Minor GC (或 Young GC) 会频繁地清理新生代，大部分对象在 Eden 区就会被回收，只有少量“幸存者”会进入老年代。

• 老年代

  • 目的：存放生命周期较长的对象，例如在多次 Minor GC 后依然存活的对象。
  • 回收过程：当老年代空间不足时，会触发 Major GC (或 Full GC)，Full GC 会回收整个堆（包括新生代和老年代），通常耗时较长，可能导致应用停止响应（Stop-The-World），是性能调优的重点关注对象。

非堆内存

这部分内存不用于存放对象实例,而是用于存储 JVM 自身运行所需的数据、类信息、线程、JIT 编译后的代码等。

• 方法区

  • ：类信息（类的结构）、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等。
  • HotSpot 的实现：在 JDK 1.8 及之后，方法区被元空间 取代，元空间使用的是本地内存，而不是 JVM 堆内存，这解决了之前方法区内存不足的问题（OutOfMemoryError: PermGen space）。

• 虚拟机栈

  • 作用：为每个线程创建私有的内存区域，存储方法调用（栈帧）、局部变量、操作数栈、动态链接等。
  • 异常：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，会抛出 StackOverflowError，JVM 栈内存可以动态扩展，但扩展时无法申请到足够内存，会抛出 OutOfMemoryError。

• 本地方法栈

  • 与虚拟机栈类似,但为虚拟机使用到的 Native 方法 服务。

• 程序计数器

  一块较小的内存空间,可以看作是当前线程所执行的字节码行号指示器。

• 直接内存

  • 作用：不受 JVM 堆大小限制的内存区域，通常用于 NIO (New I/O)，通过 ByteBuffer.allocateDirect() 分配。
  • 影响：直接内存也会占用物理内存，如果申请过多，可能导致物理内存不足，从而触发 OOM。

WebLogic 内存配置

WebLogic 内存配置主要通过两个核心文件来完成：setDomainEnv.sh (Linux/Unix) 或 setDomainEnv.cmd (Windows)。

关键 JVM 参数

在 setDomainEnv 脚本中，你会看到以下关键的内存相关参数：

• 堆内存大小

  • -Xms：JVM 堆的初始大小，建议设置为与 -Xmx 相同的值，以避免堆动态扩展带来的性能开销。
  • -Xmx：JVM 堆的最大大小，这是最重要的参数，它限制了 WebLogic 服务器能使用的最大堆内存。

• 非堆内存大小

  • -XX:MaxPermSize (JDK 1.7及之前)：设置方法区 的最大大小，在 WebLogic 10.3.6 及之前的版本中很常见。
  • -XX:MetaspaceSize (JDK 1.8及之后)：设置元空间的初始大小，当元空间使用量超过这个值时，会触发 Full GC 进行回收。
  • -XX:MaxMetaspaceSize (JDK 1.8及之后)：设置元空间的最大大小。强烈建议设置此参数，以防止元空间无限制地占用本地内存，导致系统崩溃。

• 垃圾回收器 选择

  • -Xms512m -Xmx1024m：表示初始堆内存为 512MB，最大堆内存为 1GB。
  • -XX:+UseParallelGC：选择并行回收器，这是 WebLogic 默认的 GC 算法，适用于多核 CPU、对吞吐量要求高的应用，它会利用多个 CPU 进行垃圾回收，但 STW 时间可能较长。
  • -XX:+UseG1GC：选择 G1 (Garbage-First) 回收器，JDK 9 之后成为默认回收器，它将堆划分为多个 Region，能更好地预测和控制 STW 时间，适用于大内存堆（> 4GB）的应用，是现代 WebLogic 部署的推荐选择。

示例配置

JDK 1.7 环境 (旧版):

# In setDomainEnv.sh
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -Xms1024m -Xmx2048m"
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -XX:MaxPermSize=512m"
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -XX:+UseParallelGC"

JDK 1.8+ 环境 (现代版):

# In setDomainEnv.sh
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -Xms2048m -Xmx4096m"
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -XX:MetaspaceSize=256m"
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -XX:MaxMetaspaceSize=512m"
JAVA_OPTIONS="${JAVA_OPTIONS} -XX:+UseG1GC"

常见的内存问题与排查

当应用出现性能下降或崩溃时,内存问题是最常见的原因之一。

OutOfMemoryError: Java heap space

• 原因：堆内存空间不足，无法为新对象分配内存。
• 排查方法：
  1. 增加堆内存：临时增加 -Xmx 值，看问题是否缓解。
  2. 分析内存泄漏：使用工具（如 Eclipse MAT, JProfiler, JVisualVM）分析 Full GC 后的堆转储文件，这些文件通常在 OOM 时自动生成（需要配置 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError），通过分析，可以找到哪些对象占用了大量内存，并定位到创建这些对象的代码。

OutOfMemoryError: PermGen space (JDK < 1.8)

• 原因：方法区（永久代）空间不足，通常是因为加载了大量的类、第三方库或应用频繁地动态生成类（如使用反射、CGLIB 等）。
• 解决方法：
  1. 增加 -XX:MaxPermSize 值。
  2. 根本解决：升级到 JDK 1.8+，使用元空间，这个问题将得到极大改善。

OutOfMemoryError: Metaspace (JDK >= 1.8)

• 原因：元空间耗尽，原因与 PermGen space 类似，但更可能是因为没有设置 -XX:MaxMetaspaceSize，导致元空间无限占用本地内存。
• 解决方法：
  1. 设置 -XX:MaxMetaspaceSize 为一个合理的值。
  2. 检查是否有应用代码或框架（如 Spring、Hibernate）动态生成了过多未卸载的类。

OutOfMemoryError: unable to create new native thread

• 原因：这不是 JVM 堆内存问题，而是操作系统级别的问题，每个线程都需要一定的本地内存来分配栈空间，JVM 已经分配了大量的堆内存，那么留给线程的本地内存就少了，当创建新线程时，如果请求的栈内存（-Xss 参数指定）加上已使用的堆内存超过了总物理内存，就会报错。
• 排查方法：
  1. 减小 -Xmx 堆大小。
  2. 减小线程栈大小 -Xss。
  3. 检查应用是否有不必要的线程创建,优化线程池配置。

最佳实践与调优建议

1. 为 WebLogic 分配足够但不过量的内存：通常建议将 -Xmx 设置为服务器物理内存的 40%-70%，并为操作系统和其他应用留出足够空间。
2. 使用现代垃圾回收器：对于 WebLogic 12c 及以上版本，强烈推荐使用 G1GC，它提供了更好的可预测性。
3. 监控是关键：持续监控是内存管理的基础。
   • WebLogic Server Console：提供基本的 JVM 内存图表。
   • Oracle Enterprise Manager (OEM)：提供更全面、专业的监控和诊断功能。
   • JDK 自带工具：jstat, jmap, jstack 等是命令行下的强大诊断工具。
   • Prometheus + Grafana：现代化的开源监控方案，可以灵活地收集和展示 JVM 指标。
4. 设置合理的元空间限制：在 JDK 1.8+ 环境下，务必设置 -XX:MaxMetaspaceSize，并观察其使用情况，预留 20% 的余量。
5. 定期分析 GC 日志：开启 GC 日志 (-Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps)，通过工具（如 GCViewer）分析 GC 频率、暂停时间，评估 GC 策略是否有效。
6. 优化应用代码：最好的内存优化是优化应用本身，避免内存泄漏（如未关闭的连接、流、集合等），使用对象池，缓存策略要合理。

WebLogic 的 Java 内存管理本质上就是 JVM 内存管理在应用服务器上的实践，理解堆（新生代/老年代）和非堆（元空间/栈等）的划分，合理配置 -Xmx, -Xms, -XX:MaxMetaspaceSize 等关键参数，并选择合适的垃圾回收器，是保障 WebLogic 应用稳定运行的基础，遇到问题时，结合监控工具和内存分析工具进行深入排查，是解决内存难题的关键路径。