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メモリリーク、デッドロック、リダイレクトループ、JVMクラッシュ...バグだらけのWebアプリケーションを使ってバグを理解する

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概要

Webアプリケーションの開発や保守をしていると、いろいろなバグに遭遇します。メモリーリーク、デッドロック、リダイレクトループ、JVMクラッシュ等々、バグは様々です。こういったバグは、実際にバグを再現するコードを書いて実行し、ツールで解析してみると理解が深まります。

ということで、いろいろなバグを実装したWebアプリケーションをつくってみました。現時点では、以下を簡単に再現できます。

  • メモリリーク (Javaヒープ領域)
  • メモリリーク (Permanent領域)
  • メモリリーク (Cヒープ領域)
  • デッドロック (Java)
  • デッドロック (SQL)
  • 完了しないプロセスの待機
  • 無限ループ
  • リダイレクトループ
  • JVMクラッシュ
  • ネットワークソケットリーク
  • ファイルディスクリプタリーク
  • XSS
  • SQLインジェクション
  • ExceptionInInitializerError / NoClassDefFoundError
  • OutOfMemoryError (Java heap space)
  • OutOfMemoryError (Requested array size exceeds VM limit)
  • OutOfMemoryError (unable to create new native thread)
  • OutOfMemoryError (GC overhead limit exceeded)
  • OutOfMemoryError (PermGen space)
  • OutOfMemoryError (Direct buffer memory)
  • StackOverflowError
  • UnsatisfiedLinkError
  • 整数オーバーフロー
  • 丸め誤差
  • 打ち切り誤差
  • 情報落ち

Webアプリケーションの起動方法

Webアプリケーションをgit clone(またはダウンロード)して、mvn install exec:execで起動します。

$ git clone https://github.com/k-tamura/easybuggy
$ cd easybuggy
$ mvn clean install exec:exec

以下のようなメッセージが表示されたら、Webアプリケーションの起動は完了しています。

     +- sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl[/0:0:0:0:0:0:0:0:8989]
     +- qtp142333344{8<=6<=8/254,0} - STARTED

その他の起動方法

ここからダウンロードしたeasybuggy.jarを実行(java -jar easybuggy.jar)するか、ROOT.warをTomcatなどのサーブレットコンテナにデプロイしてもかまいません。このとき以下のようなJVMオプションを付けると問題が再現しやすくなります。

java -Xmx256m -XX:MaxPermSize=64m -XX:MaxDirectMemorySize=90m -XX:+UseSerialGC -Xloggc:logs/gc.log -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=10M -XX:GCTimeLimit=15 -XX:GCHeapFreeLimit=50 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=logs/ -XX:ErrorFile=logs/hs_err_pid%p.log -XX:NativeMemoryTracking=summary -agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,address=9009,suspend=n -Dderby.stream.error.file=logs/derby.log -Dderby.infolog.append=true -Dderby.language.logStatementText=true -Dderby.locks.deadlockTrace=true -Dderby.locks.monitor=true -Dderby.storage.rowLocking=true -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=7900 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -jar easybuggy.jar

※easybuggy.jarとROOT.warは、mvn packageでビルドされます。

起動したら次のURLにアクセスします。

http://localhost:8080

正常に起動していると以下のような画面が表示されます。

mainpage.png

リンクのいずれかをクリックすると、問題が発生します。が、その前にVisualVMやJConsoleなどを起動しておくと、どのような現象が起こっているか把握できます。これらのツールを使ったバグの解析方法などについては、今後簡単に説明します。

注意事項

OutOfMemoryError関連のリンク(特にネイティブメモリを操作するもの)をクリックすると、PCの動作が不安定になる可能性があります。CPUやメモリを制限したVM上で起動するなどしてから、自己責任でリンクをクリックして下さい。

詳細

このWebアプリケーションに関するデバッグやトラブルシューティングの方法については、このページを参考にして下さい。