Java虚拟机系列---内存溢出情况及解决方法

Posted 2020-12-04 HelloWhy

因为Java虚拟机内存有堆内存、方法区、虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器五部分组成，其中程序计数器是唯一一块不会发生内存溢出异常的内存区，所以只有四类内存区可能发生内存溢出异常，其中虚拟机栈和本地方法栈都是Java方法执行的内存模型，所以它们的异常发生情况几乎相同，另外，在方法区中。又有一块内存是常量池，所以内存溢出的情况可分为Java堆溢出、虚拟机栈和本地方法栈溢出、方法区和运行时常量池溢三种情况。

一、Java堆溢出

1、产生的原因：因为堆中存放的是对象实例和数组，所以当对象数量>最大堆容量限制时，就会发生内存溢出异常；

2、解决方案：

1）如果对象不是必须的，但是又有指向GC Root(后面章节介绍)的引用链，此时无法被GC，就会出现内存泄露，可通过定位泄露原因在代码中找到解决方案；

2）如果对象是必须的，就要检查虚拟机栈的堆参数能否调大（当虚拟机内存总容量小于物理内存时可以调大），如果能调大可通过修改该参数来解决：

--Xmx：最大堆内存

--Xms：最小堆内存

如果--Xmx和--Xms相同，则说明堆内存不可动态扩展。

二、虚拟机栈和本地方法栈溢出

1、发生内存溢出的原因：

由于在HotSpot虚拟机中，不区分虚拟机栈和本地方法栈，所以设置本地方法栈大小的参数--Xoss无效，一般通过--Xss参数设置栈容量（我猜测ss是stack size的缩写，这样比较好记）

虚拟机中定义了两种异常情况：

1）当线程申请的栈深度超过虚拟机允许的最大栈深度时，会发生StackOverflowError异常；

2）当栈内存扩展时，如果不能申请到足够的内存，就会发生OutOfMemoryError异常

我们知道这部分内存是线程私有的，每个线程都需要分配一块内存，所以当线程很多时就会发生内存溢出，下面来分析一下这句话背后的原理：

①内存容量=堆内存+方法区内存+程序计数器内存（可忽略）+栈内存（虚拟机栈和本地方法栈）；

②因为栈容量在编译器就可知，且一旦分配在运行期就不会改变，在栈容量一定的情况下，每个虚拟机栈分配到的栈容量越大，可以创建的线程数就越少；

③当线程过多时，就会导致栈容量不足，从而发生内存溢出；

2、解决方法：

首先，判断能不能减少线程数，如果能则减少线程数；如果不能减少线程数，就只能通过减小最大堆内存容量和最大栈容量来解决：

1）--Xmx：减少

2）--Xss：减少

三、方法区和运行时常量池溢出

1、异常发生原因

方法区主要存储class的相关信息，如类，名、访问修饰符、常量池、字段描述信息、方法描述信息等，所以如果运行时产生大量的类去填满方法区，就能出现内存溢出异常。这里就涉及到如何动态产生大量类的方法，一般有如下两种：

1）使用反射机制或动态代理

2）使用CGLib直接操作字节码

2、解决方法：

通过调节方法区大小参数--XX:PermSize和-XX:MaxPermSize限制方法区大小，当设置成相同的值时不可扩展。

除以上三种虚拟机内存溢出情况之外，还有一种本机直接内存溢出，可通过调节参数-XX:MaxDirectMemorysize指定，若不指定，则和Java堆内存大小一样。

以上就是Java虚拟机中的几种内存溢出情况及解决方法。