JVM崩溃：javax.print与打印机驱动冲突的排查与解决

本文探讨了java应用程序在使用`javax.print` api时，因底层打印机驱动问题导致jvm崩溃（`exception_access_violation`）的常见场景及解决方案。通过分析jvm崩溃日志，识别出`jvm.dll`中的访问冲突，并指出此类问题常源于操作系统层面的第三方组件（如打印机驱动）。文章提供了排查步骤，强调了检查并移除故障打印机驱动的重要性，旨在帮助开发者有效解决这类与外部硬件及驱动相关的jvm稳定性问题。

Java虚拟机（JVM）崩溃是一个严重的问题，通常表现为应用程序突然终止并生成一个错误日志文件（如hs_err_pid_*.log）。当这类崩溃与javax.print API的使用相关，且仅在特定机器上出现时，往往暗示着与底层操作系统（OS）或硬件驱动的交互存在问题。本文将深入分析这类崩溃的原因、诊断方法及解决方案，特别是当打印机驱动成为罪魁祸首时。

JVM崩溃现象与初步分析

当Java应用程序启动后不久便发生JVM崩溃，并伴随EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005)错误，这表明JVM尝试访问了其无权访问的内存地址。如果崩溃日志中的“Problematic frame”指向jvm.dll，且应用程序使用了javax.print API，这强烈暗示问题可能出在Java与本地打印子系统的交互层。

以下是一个典型的JVM崩溃日志片段，展示了这种访问冲突：

#
# A fatal error has been detected by the Java Runtime Environment:
#
#  EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005) at pc=0x00007fff089c997d, pid=424, tid=20976
#
# JRE version: OpenJDK Runtime Environment AdoptOpenJDK (11.0.10+9) (build 11.0.10+9)
# Java VM: OpenJDK 64-Bit Server VM AdoptOpenJDK (11.0.10+9, mixed mode, tiered, compressed oops, g1 gc, windows-amd64)
# Problematic frame:
# V  [jvm.dll+0x2c997d]
#
#
# If you would like to submit a bug report, please visit:
#   https://github.com/AdoptOpenJDK/openjdk-support/issues
#

---------------  S U M M A R Y ------------

Host: Intel(R) Xeon(R) Platinum 8253 CPU @ 2.20GHz, 4 cores, 7G,  Windows Server 2012 R2 , 64 bit Build 9600 (6.3.9600.20625)
Time: Fri Nov 11 08:13:53 2022 Central Standard Time elapsed time: 98.393674 seconds (0d 0h 1m 38s)

---------------  T H R E A D  ---------------

Current thread (0x000000f2716a2800):  GCTaskThread "GC Thread#3" [stack: 0x000000f273d80000,0x000000f273e80000] [id=20976]

Stack: [0x000000f273d80000,0x000000f273e80000],  sp=0x000000f273e7ded0,  free space=1015k
Native frames: (J=compiled Java code, j=interpreted, Vv=VM code, C=native code)
V  [jvm.dll+0x2c997d]
V  [jvm.dll+0x73e694]
V  [jvm.dll+0x65856d]
V  [jvm.dll+0x73efcc]
V  [jvm.dll+0x6595c4]
V  [jvm.dll+0x7a9490]
V  [jvm.dll+0x739ba4]
V  [jvm.dll+0x5f2466]
C  [ucrtbase.DLL+0x1c1ae]
C  [KERNEL32.DLL+0x13d2]
C  [ntdll.dll+0x15504]


siginfo: EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005), reading address 0x0000000000000000

从上述日志中，我们可以观察到：

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• 错误类型： EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005)，表明内存访问冲突。
• 问题帧： V [jvm.dll+0x2c997d]，指示JVM内部代码在执行过程中遭遇问题。
• 原生帧： ucrtbase.DLL、KERNEL32.DLL、ntdll.dll等系统库的出现，提示崩溃可能发生在JVM与操作系统的原生代码交互边界。
• 线程信息： 尽管当前线程是GCTaskThread，但这并不意味着垃圾回收是直接原因。访问冲突可能发生在其他线程，但由于内存损坏，导致后续的GC操作触发了最终的崩溃。关键在于，javax.print API的调用最终会通过JNI（Java Native Interface）调用操作系统提供的打印服务，这些服务依赖于底层的DLL和驱动程序。

javax.print与原生交互

javax.print是Java标准库中用于打印服务的API。它提供了一个抽象层，允许Java应用程序发现、选择和与打印机进行交互。然而，要实现实际的打印功能，javax.print必须依赖于操作系统提供的本地打印服务和安装在系统上的打印机驱动程序。

当Java代码通过javax.print API请求打印服务时，JVM会通过JNI调用底层的操作系统API（如Windows上的GDI/GDI+或打印假脱机服务）。这些OS API进而加载并使用特定打印机的驱动程序（通常是DLL文件）。如果这些驱动程序存在缺陷、损坏或与操作系统版本不兼容，它们可能会在执行过程中出现内存访问错误，从而导致JVM进程崩溃。

排查与解决步骤

针对此类JVM崩溃，特别是当问题仅发生在特定机器上且涉及javax.print时，以下是推荐的排查和解决步骤：

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1. 确认问题范围与一致性：

   • 首先，排除常见的Java内存问题。增加Java堆空间（如-Xmx参数）通常对这类EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION无效，因为这通常是原生内存问题而非Java堆内存不足。
   • 确认应用程序在其他机器上运行正常，但在特定机器上崩溃。这有助于缩小问题范围到特定机器的环境配置。

2. 隔离javax.print相关代码：

   • 尝试在不调用javax.print API的情况下运行应用程序，看是否仍然崩溃。如果不再崩溃，则进一步确认问题与打印功能相关。
   • 逐步简化javax.print的使用，例如，尝试只列出可用的打印服务，而不进行实际打印操作，以确定是初始化阶段还是实际打印阶段导致崩溃。

3. 检查并更新打印机驱动：

   • 识别问题打印机： 比较工作正常的机器与崩溃机器上安装的打印机列表。特别关注那些在崩溃机器上存在但在正常机器上不存在的打印机。
   • 更新驱动： 尝试将所有相关打印机的驱动程序更新到最新版本，最好是从打印机制造商的官方网站下载。
   • 重新安装驱动： 卸载并重新安装可能存在问题的打印机驱动程序。

4. 移除故障打印机驱动（关键步骤）：

   • 根据经验，故障的打印机驱动程序是导致此类JVM崩溃的常见原因。最直接的解决方案是系统性地移除可能导致问题的打印机。
   • 逐一移除： 从崩溃机器上逐一移除可疑的打印机（及其驱动程序），每次移除后都重新运行应用程序进行测试。
   • 移除所有不必要打印机： 如果有大量打印机，可以尝试先移除所有非必需的打印机，只保留最基本的打印设备进行测试。
   • 验证： 一旦移除某个打印机后应用程序恢复正常，就找到了问题源头。

5. 操作系统环境考量：

   • 确保操作系统（如Windows Server 2012 R2）的补丁和更新是最新的。有时，OS级别的bug或不兼容性也会影响驱动程序的稳定性。
   • 检查系统事件日志，看是否有与打印服务或驱动程序相关的错误或警告。

注意事项与最佳实践

• JVM版本： 确保使用的JVM版本是稳定且受支持的。虽然本例中JVM版本（OpenJDK 11.0.10+9）相对较新，但偶尔JVM自身也可能存在与特定OS或硬件交互的bug，更新到最新小版本可能有所帮助。
• 错误处理： 在javax.print API的使用中，应包含健壮的错误处理机制，捕获PrintException等异常。虽然这不能防止JVM崩溃，但可以帮助在问题发生前识别潜在的打印服务问题。
• 隔离打印操作： 对于需要高稳定性的应用，可以考虑将打印操作封装到独立的进程或服务中，即使该服务崩溃，也不会影响主应用程序的运行。
• 社区与支持： 如果问题依然无法解决，收集完整的JVM崩溃日志（hs_err_pid_*.log）并向OpenJDK社区或相关JVM供应商寻求帮助。

总结

当Java应用程序在使用javax.print API时遭遇EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION类型的JVM崩溃，且崩溃日志指向jvm.dll和原生系统库时，高度怀疑是底层打印机驱动程序存在缺陷。通过系统性地排查和移除故障的打印机驱动程序，通常可以有效解决这类问题。此案例强调了Java应用程序与操作系统原生组件交互时，外部依赖（如硬件驱动）对应用稳定性的关键影响。在开发和部署Java应用时，务必关注其运行环境的完整性和兼容性。

以上就是JVM崩溃：javax.print与打印机驱动冲突的排查与解决的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！