jmap执行失败了，怎么获取heapdump？

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在之前的OOM问题复盘中，我们添加了jmap脚本来自动dump内存现场，方便排查OOM问题。

但当我反复模拟OOM场景测试时，发现jmap有时可以dump成功，有时会报错，如下：

经过网上一顿搜索，发现两种原因可能导致这个问题，一是执行jmap用户与jvm进程用户不一致，二是/tmp/.java_pidXXX文件被删除，但经过检查，这都不是我们jmap失败的原因。

经过了解，jmap导出内存的原理，大致如下：

如果jvm进程id是8255，jmap会先创建一个/tmp/.java_pid8255文件，然后发送SIGQUIT信号给jvm。
jvm收到信号后启动AttachListener线程，以UNIX domain socket的形式监听/tmp/.java_pid8255文件，以接收命令。
jmap也以UNIX domain socket的形式连接上/tmp/.java_pid8255文件，并发送dumpheap命令给jvm，这个过程中jvm会检查命令发送方用户的euid/egid是否与自己一致。
AttachListener线程收到dumpheap命令后，等到JVM进入Safepoint后，执行HeapDumper操作以导出heap.hprof文件。

可以看出，当jvm已经卡死，或有长时间的GC正在Safepoint中执行，都会导致jmap长时间读不到命令的响应而超时失败！

使用jmap -F

当给jmap添加-F参数时，jmap会使用Linux的ptrace机制来导出堆内存，ptrace是Linux平台的一种调试机制，像strace、gdb都是基于它开发的，它使得调试进程(jmap)可以直接读取被调试进程(jvm)的原生内存，然后jmap再根据jvm的内存布局规范，将原生内存转换为hprof格式。

但在实际执行时，会发现jmap -F执行得非常慢，可能要几个小时，这是因为ptrace每次只能读一个字的内存，而我们的堆有10G，因此jmap -F对于我们几乎无法使用。

注：这里说的原生程序，指的是类似于C/C++这种直接编译出来、不需要依赖语言虚拟机的程序，而原生内存，指的是通过malloc或mmap等直接申请出来的内存。

使用gcore

有过Linux下原生程序调试经验的，应该会知道gcore这个实用工具，它可用来生成程序原生内存的core文件，然后jstack、jmap等都可以读取此类文件，如下：

# 生成core文件，8787是进程号

$ gcore -o core 8787

Saved corefile core.8787

[Inferior 1 (process 8787) detached]

$ ll -lh core.8787

-rw-r--r-- 1 work work 5.8G 2023-04-16 11:40:00 core.8787

# 从core文件中读取线程栈

$ jstack `which java` core.8787

# 将core文件转换为hprof文件，很慢，建议摘流量后执行

$ jmap -dump:format=b,file=heap.hprof `which java` core.8787

但是当我使用jmap转换core文件时，我发现我本机测试时可以成功，但在测试服务器上却一直报错，如下：

我网上找了好久，都没找到报此错误的原因...

但我发现gcore执行时，是有一些警告信息的，如下：

看起来可能是gcore导出的core文件不全，联想到jvm部署在容器中，怀疑是有某些权限限制，导致部分程序内存导出失败了。

使用Linux内核的coredump机制

除了gcore可以导原生内存，其实Linux内核也有自动的coredump机制，即进程在收到某些信号后，会自动触发内核的coredump机制，内核会负责将进程的原生内存保存为core文件，而内核一般是最高权限运行的，所以它生成的core文件应该是完整的。

先开启coredump机制，如下：

# 检查是否开启，输出unlimited表示core文件不受限制，即完全开启

$ ulimit -c

# 临时开启coredump

$ ulimit -c unlimited

# 永久开启

$ echo "ulimit -c unlimited" >> /etc/profile

然后，配置一下coredump文件保存位置，如下：

# 查看当前配置

$ cat /proc/sys/kernel/core_pattern

/home/core/core.%e.%p.%t

# 配置coredump文件保存位置，并使其生效

$ vi /etc/sysctl.conf

kernel.core_pattern=/home/core/core.%e.%p.%t

$ sysctl –p /etc/sysctl.conf

core_pattern占位符解释

占位符	解释
%p	pid
%u	uid
%g	gid
%s	signal number
%t	UNIX time of dump
%h	hostname
%e	executable filename

注：如果没有权限修改core_pattern路径，可考虑使用软链接ln -s做路径跳转，当然，还需要保证coredump路径有写入权限。

配置ok后，可通过kill发送信号来触发内核coredump，可触发coredump的常见信号如下：

SIGQUIT 数值2 从键盘输入Ctrl+'\'可以产生此信号
SIGILL 数值4 非法指令
SIGABRT 数值6 abort调用
SIGSEGV 数值11 非法内存访问
SIGTRAP 数值5 调试程序时使用的断点

我选择了SIGABRT信号，即kill -6，经过验证，可生成core文件，而且core文件也能被jmap转换为hprof文件。

有了hprof文件，就可以愉快地使用MAT、JVisualVM、JMC等工具进行内存分析啦