内存溢出的预防及解决汇总

Posted 2020-09-07

内存溢出是一个非常隐式的问题，经过相关资料的查询，先总结一下内存溢出的关键字：what（溢出表现）、origin（内存分配及回收）、where（溢出类型）、why（泄露原因）、how（预防及解决方案）。

 

一、what（溢出表现）

1. 服务器内存长期不合理占用，内存经常处于高位占用，很难回收到低位；

2. 服务器极为不稳定，几乎每两天重新启动一次，有时甚至每天重新启动一次；

3. 服务器经常做 Full GC(Garbage Collection)，而且时间很长，大约需要 30-40秒，应用服务器在做 Full GC的时候是不响应客户的交易请求的，非常影响系统性能。

4. 服务器的内存占用不是锯齿形波动，而是趋势向上，最后宕机。

 

二、origin（起源）

1. 内存溢出是指无法回收的内存积攒过多或者正在使用的内存过多，最终导致程序运行需要的内存大于虚拟机所能提供的最大内存，从而导致内存溢出。

因此，为了解决这个问题，从抽丝剥茧的角度来看，首先第一步需要明白起源，即明白内存分配以及回收的方式：

“在Java中，内存的分配是由程序完成的，而内存的释放是由垃圾收集器(Garbage Collection，GC)完成的，程序员不需要通过调用GC函数来释放内存，因为不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC，有的是内存使用到达一定程度时，GC才开始工作，也有定时执行的，有的是中断式执行GC。但GC只能回收无用并且不再被其它对象引用的那些对象所占用的空间。Java的内存垃圾回收机制是从程序的主要运行对象开始检查引用链，当遍历一遍后发现没有被引用的孤立对象就作为垃圾回收。” --引用

我觉得这一段话说的比较准确，总结起来就是：1.内存的分配及回收基本都可以交由程序静默进行，释放不了的核心在于引用还在。

2. 那么什么时候进行垃圾回收（分为Scavenge GC 跟 Full GC）呢？

2.1 Scavenge GC 主要集中在 Eden 园区，一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Scavenge GC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。

2.2 Full GC。速度很慢，对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。引起 Full GC 的方式有：老年代被写满，持久代被写满以及System.gc()被显示调用。

 

三、where（主要溢出类型）

下一步我们继续关注主要在什么位置有可能内存溢出：

1. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space （堆溢出）

堆是垃圾回收关注的重点，如果在垃圾回收之间 Java 虚拟机创建了过多的对象，虚拟机分配到堆内存的空间已经满了，那么就会报这个错误。

2. Java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space （永久区溢出）

如果说堆是给我们程序员使用的话，那么非堆就是给JVM自己使用的，非堆主要存在类的基本信息，他与堆的不同之处在于非堆中在运行期间GC不会释放空间。按照该异常的原义，指的是程序中使用了大量的jar或class，使java虚拟机装载类的空间不够（注意这时候是MaxPermSize较小）。

 

四、why（泄漏原因）

根据时间顺序，我们大致可以总结如下：

1. 启动参数内存值设定的过小，无法加载过大的包；

2. 内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据；

3. 集合类中有对对象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；

4. 代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体；

5. 使用的第三方软件中的BUG；

6. 注意其他不健壮的代码原因；

6.1 注意无引用对象的及时释放；

6.2 无法避免的大量字符串处理，尽量使用 StringBuffer 而非 String，原因是每一个 String 都需要占用一块内存空间；

6.3 注意静态变量的使用，因为静态变量是全局变量，不会被回收；

6.4 注意大对象的创建及使用，注意显示声明极大的数组对象；

6.5 注意循环体体内的对象创建；

6.6 注意是否一次性查询出来大量的数据；

6.7 检查List及Map是否有对象的引用一直存在；

 

五、how（解决方案及预防方案）

一般来说，系统稳定之后，内存的使用是保持在一定水平的，如果发现内存的使用随时间的增长而呈现线性的增长，那么就有可能说明正在内存泄露。

一般处理的思路，跟以上原因其实一一对应：

1. 增大JVM的启动内存，-Xms256m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m；

2. 检查错误日志；

3. 代码层面的检查（参见第四大点的原因）；

4. 使用检查工具，Optimizeit Profiler、JProbe Profiler等等。这些工具的主要点都会聚焦在追踪对象的申请、释放等动作，将内存管理的所有信息进行统计然后可视化，根据这些信息，可以追踪到上述三个步骤仍然无法检查到的泄露对象。

 

文章参考：

1.《jvm垃圾回收是什么时候触发的？ 垃圾回收算法？ 都有哪些垃圾回收器》http://blog.csdn.net/sunny243788557/article/details/52797088

2.《Java内存溢出的详细解决方案》http://blog.csdn.net/tototuzuoquan/article/details/25591923

3.《java中三种常见内存溢出错误的处理方法》http://outofmemory.cn/java/OutOfMemoryError/PermGen-space-Java-heap-space-unable-create-new-native-thread

4.《Java中垃圾回收有什么目的？什么时候进行垃圾回收？》https://zhidao.baidu.com/question/2204377803050672708.html

5.《 Java内存溢出详解及解决方案》http://blog.csdn.net/xianmiao2009/article/details/49254391