深入理解java虚拟机:java内存溢出实战

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了深入理解java虚拟机:java内存溢出实战相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

按照java内存的结构,发生内存溢出的地方常在于堆、栈、方法区、直接内存。

1、堆溢出

堆溢出原因莫过于对象太多导致,看代码。

  1.  
    package baby.oom;
  2.  
     
  3.  
    import java.util.ArrayList;
  4.  
    import java.util.List;
  5.  
     
  6.  
    /**
  7.  
    * java 堆溢出
  8.  
    * VM Args:-Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
  9.  
    * @author
  10.  
    */
  11.  
    public class HeapOOM {
  12.  
     
  13.  
    static class OOMObject {
  14.  
    }
  15.  
     
  16.  
    public static void main(String[] args) {
  17.  
    List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
  18.  
     
  19.  
    while (true) {
  20.  
    list.add(new OOMObject());
  21.  
    /*System.out.println("total(k):"+Runtime.getRuntime().totalMemory()/1024+
  22.  
    " freeMemory(k):"+Runtime.getRuntime().freeMemory()/1024+
  23.  
    " maxMemory(k):"+Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024+
  24.  
    " availableProcessors:"+Runtime.getRuntime().availableProcessors());*/
  25.  
    }
  26.  
    }
  27.  
    }
  28.  
     
  29.  
    /**
  30.  
    * java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
  31.  
    Dumping heap to java_pid1820.hprof ...
  32.  
    Heap dump file created [24787111 bytes in 0.346 secs]
  33.  
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
  34.  
    at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2760)
  35.  
    at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2734)
  36.  
    at java.util.ArrayList.ensureCapacity(ArrayList.java:167)
  37.  
    at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:351)
  38.  
    at baby.oom.HeapOOM.main(HeapOOM.java:19)
  39.  
    *
  40.  
    *
  41.  
    */


 

2、栈溢出

根据JAVA虚拟机规范描述:

如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError

如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间,将抛出OutOfMemoryError。

实验表明:

在单线程下,无论是由于栈帧太大还是虚拟机栈容量太小,当内存无法分配的时候,虚拟机抛出的都是StackOverflowError。

通过不断的建立新线程的方式可以产生内存溢出溢出。为每个线程的栈分配的内存越大,反而越容易产生内存溢出异常。

如果是建立过多线程导致的内存溢出,在不能减少线程数量或者更换64位虚拟机的情况下,就只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线程。

假设32位windows系统虚拟机最大设为2G,虚拟机提供了参数来控制java堆和方法区这两部分最大值,剩余的内存为2G - Xmx- MaxPermSize,如果虚拟机本身进程内存大小不算在内,省下的内存就有虚拟机和本地方法栈瓜分了。每个线程分配到的栈容量越大,可以建立的线程数量自然就越少。

  1.  
    package baby.oom;
  2.  
    /**
  3.  
    * 栈异常
  4.  
    * 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError
  5.  
    * 如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间,将抛出OutOfMemoryError
  6.  
    * VM Args:-Xss128k
  7.  
    * @author
  8.  
    */
  9.  
    public class JavaVMStackSOF {
  10.  
     
  11.  
    private int stackLength = 1;
  12.  
     
  13.  
    public void stackLeak() {
  14.  
    stackLength++;
  15.  
    stackLeak();
  16.  
    }
  17.  
     
  18.  
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
  19.  
    JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
  20.  
    try {
  21.  
    oom.stackLeak();
  22.  
    } catch (Throwable e) {
  23.  
    System.out.println("stack length:" + oom.stackLength);
  24.  
    throw e;
  25.  
    }
  26.  
    }
  27.  
    }
  28.  
     
  29.  
    /**
  30.  
    *
  31.  
    * stack length:2403
  32.  
    Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
  33.  
    at baby.oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:11)
  34.  
    at baby.oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:12)
  35.  
    at baby.oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:12)
  36.  
     
  37.  
    默认情况下,即不加Xss限制,输出的length为8956,加了Xss128k length位2403
  38.  
    */
  39.  
     

 

 

 


 

  1.  
    package baby.oom;
  2.  
    /**
  3.  
    * VM Args:-Xss2M (这时候不妨设大些)
  4.  
    * @author
  5.  
    */
  6.  
    public class JavaVMStackOOM {
  7.  
     
  8.  
    int i=0;
  9.  
    private void dontStop() {
  10.  
    while (true) {
  11.  
    }
  12.  
    }
  13.  
     
  14.  
    public void stackLeakByThread() {
  15.  
     
  16.  
    while (true) {
  17.  
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
  18.  
    @Override
  19.  
    public void run() {
  20.  
    dontStop();
  21.  
    }
  22.  
    });
  23.  
    i++;
  24.  
    System.out.println("i="+i);
  25.  
    thread.start();
  26.  
    }
  27.  
    }
  28.  
     
  29.  
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
  30.  
    JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();
  31.  
     
  32.  
    try {
  33.  
    oom.stackLeakByThread();
  34.  
    } catch (Throwable e) {
  35.  
    System.out.println("thread num:" + oom.i);
  36.  
    throw e;
  37.  
    }
  38.  
    }
  39.  
    }
  40.  
    //i=391
  41.  
    //thread num:391
  42.  
    //Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

 

 

 


 

3、方法区溢出

 

 

 

当运行时常量池过大或者类过多时就会导致方法区溢出。

  1.  
    package baby.oom;
  2.  
     
  3.  
    import java.util.ArrayList;
  4.  
    import java.util.List;
  5.  
     
  6.  
    /**
  7.  
    * VM Args:-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
  8.  
    * @author
  9.  
    */
  10.  
    public class RuntimeConstantPoolOOM {
  11.  
     
  12.  
    public static void main(String[] args) {
  13.  
    // 使用List保持着常量池引用,避免Full GC回收常量池行为
  14.  
    List<String> list = new ArrayList<String>();
  15.  
    // 10MB的PermSize在integer范围内足够产生OOM了
  16.  
    int i = 0;
  17.  
    while (true) {
  18.  
    list.add(String.valueOf(i++).intern());
  19.  
    }
  20.  
    }
  21.  
    }
  22.  
     
  23.  
    /**
  24.  
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
  25.  
    at java.lang.String.intern(Native Method)
  26.  
    at baby.oom.RuntimeConstantPoolOOM.main(RuntimeConstantPoolOOM.java:18)
  27.  
     
  28.  
    */


 

  1.  
    package baby.oom;
  2.  
     
  3.  
    import java.lang.reflect.Method;
  4.  
     
  5.  
    import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
  6.  
    import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
  7.  
    import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
  8.  
     
  9.  
    /**
  10.  
    * VM Args: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
  11.  
    * @author
  12.  
    */
  13.  
    public class JavaMethodAreaOOM {
  14.  
     
  15.  
    public static void main(String[] args) {
  16.  
    while (true) {
  17.  
    Enhancer enhancer = new Enhancer(www.mcyllpt.com/);
  18.  
    enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
  19.  
    enhancer.setUseCache(false);
  20.  
    enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
  21.  
     
  22.  
    @Override
  23.  
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] arg, MethodProxy proxy) throws Throwable {
  24.  
    // TODO Auto-generated method stub
  25.  
    return proxy.invokeSuper(obj, arg);
  26.  
    }
  27.  
    });
  28.  
    enhancer.create();
  29.  
    }
  30.  
    }
  31.  
     
  32.  
    static class www.120xh.cn OOMObject {
  33.  
     
  34.  
    }
  35.  
    }
  36.  
     
  37.  
    /*
  38.  
    * Exception in thread "main" net.sf.cglib.core.CodeGenerationException: java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null
  39.  
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:237)
  40.  
    at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:377)
  41.  
    at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:285)
  42.  
    at baby.oom.JavaMethodAreaOOM.main(JavaMethodAreaOOM.java:28)
  43.  
    Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException
  44.  
    at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source)
  45.  
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25)
  46.  
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:www.huayiyul.com 597)
  47.  
    at net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:384)
  48.  
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:219)
  49.  
    ... 3 more
  50.  
    Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
  51.  
    at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
  52.  
    at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:631)
  53.  
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)
  54.  
    ... 8 more
  55.  
    */


 

4、直接内存溢出

虽然使用DerictByteBuffer分配内存也会抛出内存溢出异常,但它抛出异常时并没有真正向操作系统申请分配,而是通过计算得知内存无法分配,于是手动抛出异常,真正申请分配内存的方法是unsafe.allocateMemory()。

    1.  
      package baby.oom;
    2.  
       
    3.  
      import java.lang.reflect.Field;
    4.  
       
    5.  
      import sun.misc.Unsafe;
    6.  
      /**
    7.  
      * VM Args:-Xmx20M -XX:MaxDirectMemorySize=10M
    8.  
      * @author
    9.  
      * Eclipse 默认把这些受访问限制的API设成了ERROR。
    10.  
       
    11.  
      解决办法:将Windows->Preferences->www.yigouyule2.cn Java-Complicer->Errors/Warnings->Deprecated and restricted API,中的Forbidden references(access rules)设置为Warning,即可以编译通过。
    12.  
       
    13.  
      */
    14.  
      public class DirectMemoryOOM {
    15.  
       
    16.  
      private static final int _1MB = 1024 * 1024;
    17.  
       
    18.  
      public static void main(String[]www.078881.cn args) throws Exception {
    19.  
       
    20.  
      Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
    21.  
      unsafeField.setAccessible(true);
    22.  
      Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);
    23.  
      while (true) www.bomaoyule.cn/{
    24.  
      unsafe.allocateMemory(_1MB);
    25.  
      }
    26.  
      }
    27.  
      }
    28.  
       
    29.  
      /**
    30.  
      Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
    31.  
      at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
    32.  
      at baby.oom.DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:20)
    33.  





以上是关于深入理解java虚拟机:java内存溢出实战的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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