Java程序员必备：常见OOM异常分析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java程序员必备：常见OOM异常分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前言
放假这几天，温习了深入理解Java虚拟机的第二章， 整理了JVM发生OOM异常的几种情况，并分析原因以及解决方案，希望对大家有帮助。
Java 堆溢出
Java堆用于存储对象实例，只要不断地创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么在对象数量到达最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。
Java 堆溢出原因
- 无法在 Java 堆中分配对象
- 应用程序保存了无法被GC回收的对象。
- 应用程序过度使用 finalizer。
Java 堆溢出排查解决思路
1.查找关键报错信息，如
-
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
2.使用内存映像分析工具（如Eclipsc Memory Analyzer或者Jprofiler）对Dump出来的堆储存快照进行分析，分析清楚是内存泄漏还是内存溢出。
3.如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链，修复应用程序中的内存泄漏。
4.如果不存在泄漏，先检查代码是否有死循环，递归等，再考虑用 -Xmx 增加堆大小。
demo代码
-
package oom; -
import java.util.ArrayList; -
import java.util.List; -
/** -
* JVM配置参数 -
* -Xms20m JVM初始分配的内存20m -
* -Xmx20m JVM最大可用内存为20m -
* -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 当JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件 -
* -XX:HeapDumpPath=/Users/weihuaxiao/Desktop/dump/ 生成DUMP文件的路径 -
*/ -
public class HeapOOM -
static class OOMObject -
-
public static void main(String[] args) -
List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>(); -
//在堆中无限创建对象 -
while (true) -
list.add(new OOMObject()); -
-
-
运行结果
按照前面的排查解决方案，我们来一波分析。
1.查找报错关键信息
-
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
2. 使用内存映像分析工具Jprofiler分析产生的堆储存快照
由图可得，OOMObject这个类创建了810326个实例，是属于内存溢出，这时候先定位到对应代码，发现死循环导致的，修复即可。
栈溢出
关于虚拟机栈和本地方法栈，在Java虚拟机规范中描述了两种异常：
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError 异常；
- 如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出 OutOfMemoryError 异常。
栈溢出原因
- 在单个线程下，栈帧太大，或者虚拟机栈容量太小，当内存无法分配的时候，虚拟机抛出StackOverflowError 异常。
- 不断地建立线程的方式会导致内存溢出。
栈溢出排查解决思路
- 查找关键报错信息，确定是StackOverflowError还是OutOfMemoryError
- 如果是StackOverflowError，检查代码是否递归调用方法等
- 如果是OutOfMemoryError，检查是否有死循环创建线程等，通过-Xss降低的每个线程栈大小的容量
demo代码
-
package oom; -
/** -
* -Xss2M -
*/ -
public class JavaVMStackOOM -
private void dontStop() -
while(true) -
-
-
public void stackLeakByThread() -
while(true) -
Thread thread = new Thread(new Runnable() -
public void run() -
dontStop(); -
-
); -
thread.start(); -
-
public static void main(String[] args) -
JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM(); -
oom.stackLeakByThread(); -
-
运行结果
1.查找报错关键信息
-
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
2.确定是创建线程导致的栈溢出OOM
-
Thread thread = new Thread(new Runnable() -
public void run() -
dontStop(); -
-
);
3.排查代码，确定是否显示使用死循环创建线程，或者隐式调用第三方接口创建线程（之前公司，调用腾讯云第三方接口，上传图片，遇到这个问题）
方法区溢出
方法区，（又叫永久代，JDK8后，元空间替换了永久代），用于存放Class的相关信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。运行时产生大量的类，会填满方法区，造成溢出。
方法区溢出原因
- 使用CGLib生成了大量的代理类，导致方法区被撑爆
- 在Java7之前，频繁的错误使用String.intern方法
- 大量jsp和动态产生jsp
- 应用长时间运行，没有重启
方法区溢出排查解决思路
- 检查是否永久代空间设置得过小
- 检查代码是否频繁错误得使用String.intern方法
- 检查是否跟jsp有关。
- 检查是否使用CGLib生成了大量的代理类
- 重启大法，重启JVM
demo代码
-
package oom; -
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer; -
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor; -
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy; -
import java.lang.reflect.Method; -
/** -
* jdk8以上的话， -
* 虚拟机参数：-XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M -
*/ -
public class JavaMethodAreaOOM -
public static void main(String[] args) -
while (true) -
Enhancer enhancer = new Enhancer(); -
enhancer.setSuperclass(OOMObject.class); -
enhancer.setUseCache(false); -
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() -
public Object intercept(Object obj, Method method, -
Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable -
return proxy.invokeSuper(obj, args); -
-
); -
enhancer.create(); -
-
-
static class OOMObject -
-
运行结果
1.查找报错关键信息
-
Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
2.检查JVM元空间设置参数是否过小
-
-XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M
3. 检查对应代码,是否使用CGLib生成了大量的代理类
-
while (true) -
... -
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() -
public Object intercept(Object obj, Method method, -
Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable -
return proxy.invokeSuper(obj, args); -
-
); -
enhancer.create(); -
本机直接内存溢出
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java 虚拟机规范中定义的内存区域。但是，这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致OOM。
在JDK1.4 中新加入了NIO(New Input/Output)类，它可以使用 native 函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据。
直接内存溢出原因
- 本机直接内存的分配虽然不会受到Java 堆大小的限制，但是受到本机总内存大小限制。
- 直接内存由 -XX:MaxDirectMemorySize 指定，如果不指定，则默认与Java堆最大值（-Xmx指定）一样。
- NIO程序中，使用ByteBuffer.allocteDirect(capability)分配的是直接内存，可能导致直接内存溢出。
直接内存溢出
- 检查代码是否恰当
- 检查JVM参数-Xmx，-XX:MaxDirectMemorySize 是否合理。
demo代码
-
package oom; -
import java.nio.ByteBuffer; -
import java.util.concurrent.TimeUnit; -
/** -
* -Xmx256m -XX:MaxDirectMemorySize=100M -
*/ -
public class DirectByteBufferTest -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException -
//分配128MB直接内存 -
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024*128); -
TimeUnit.SECONDS.sleep(10); -
System.out.println("ok"); -
-
运行结果
ByteBuffer分配128MB直接内存，而JVM参数-XX:MaxDirectMemorySize=100M指定最大是100M，因此发生直接内存溢出。
-
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024*128);
GC overhead limit exceeded
- 这个是JDK6新加的错误类型，一般都是堆太小导致的。
- Sun 官方对此的定义：超过98%的时间用来做GC并且回收了不到2%的堆内存时会抛出此异常。
解决方案
- 检查项目中是否有大量的死循环或有使用大内存的代码，优化代码。
- 检查JVM参数-Xmx -Xms是否合理
- dump内存，检查是否存在内存泄露，如果没有，加大内存。
demo代码
-
package oom; -
import java.util.concurrent.ExecutorService; -
import java.util.concurrent.Executors; -
/** -
* JVm参数 -Xmx8m -Xms8m -
*/ -
10种常见OOM分析——手把手教你写bug