JVM内存溢出

Posted 2021-03-06 smallvampire

1.堆内存溢出

堆内存中主要存放对象、数组等，只要不断地创建这些对象，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，当这些对象所占据空间超过最大堆容量时，就会产生OutOfMemeorgError的异常，堆内存溢出异常示例如下：

public class ArrayDel {
    static class OOMObject{
    }
    public static void main(String[] args){
       List<OOMObject> oomObjectList = new ArrayList<>();
       while (true){
           oomObjectList.add(new OOMObject());
       }
    }
}

异常结果显示为：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space，说明在堆内存空间产生内存溢出的异常

新产生的对象最初分配在新生代，新生代满后会进行一次MInor GC（新生代GC，指发生在新生代的垃圾收集动作，所有的Minor GC都会触发全世界的暂停（stop-the-world），停止应用程序的线程，不过这个过程非常短暂），如果Minor GC后空间不坐会把该对象和新生代满足条件的对象放入老年代，老年代空间不足时会进行Full GC（老年代GC，指发生在老年代的GC），之后如果空间还不足以存放新对象则抛出OutOfMemoryError异常。

常见原因：内存中加载的数据过多，如一次从数据库中取出过多数据，集合对对象引用过多且使用完后没有清空，代码中存在死循环或循环产生过多重复对象，堆内存分配不合理；网络连接问题、数据库问题等。

2、虚拟机栈/本地方法栈溢出

（1）StackOverflowError：当线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的最大深度，则抛出StackOverflowError，简单理解就是虚拟机栈中的栈帧数量过多（一个线程嵌套调用的方法数量过多）时，就会抛出StackOverflowError异常。

常见场景如无限递归调用，如下：

public class StackSOF {
    private int stackLength = 1;
    public void doSomething(){
        stackLength++;
        doSomething();
    }
    public static void main(String args[]){
        StackSOF stackSOF = new StackSOF();
        try {
            stackSOF.doSomething();
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println("栈深度："+stackSOF.stackLength);
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

异常报错结果为：

 

 （2）OutOfMemoryError:如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError.

可以这样理解，虚拟机中可以供栈占用的空间≈可用物理内存 - 最大堆内存 - 最大方法区内存，比如一台机器内存为4G，系统和其它应用占用2G，虚拟机可用的物理内存为2G，最大堆内存为1G，最大方法区内存为512M，那可供栈占有的内存大约就是512M，假如我们设置每个线程的大小为1M，那虚拟机中最多可以创建512个线程，超过512个线程再创建就没有空间可以使用给栈了，就报OutOfMemoryError异常了。

 

 栈上能够产生OutOfMemoryError的示例如下：

public class StackOOM {
    private static int threadNum = 0;
    public void doSometing(){
        try {
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String args[]){
        final StackOOM stackOOM = new StackOOM();
        try {
            while (true){
                threadNum++;
                Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        stackOOM.doSometing();
                    }
                });
                thread.start();
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("目前活动线程数量："+threadNum);
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上述代码运行后会报异常，在堆栈信息中可以看到 java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread 的信息，无法创建新的线程，说明是在扩展栈的时候产生的内存溢出异常。

总结：在线程较少的时候，某个线程请求深度过大，会报StackOverflow异常，解决这种问题可以适当加大栈的深度（增加栈空间大小），也就是吧-Xss的值设置大一些，但一般情况下是代码问题的可能性较大；在虚拟机产生线程时，无法为该线程申请栈空间了，会报OutOfMemoryError异常，解决这种问题可以适当减小栈的深度，也就是吧-Xss的值设置小一些，每个线程占用的空间小了，中空间一定就能容纳个多的线程，但是操作系统对一个进程的线程数有限，经验值在3000~5000左右。

在 jdk1.5 之前 -Xss 默认是 256k，jdk1.5 之后默认是 1M，这个选项对系统硬性还是蛮大的，设置时要根据实际情况，谨慎操作。

3.方法区溢出

前面说到，方法区主要用于存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，以及编译器编译后的代码等数据，所以方法区溢出的原因就是没有足够的内存来存放这些数据。

由于在jdk1.6之前字符串常量池是存在于方法区中的，所以基于jdk1.6之前的虚拟机，可以通过不断产生不一致的字符串（同时要保证和GC Roots之间保证有可达路径）来模仿方法区的OutOfMemoryError异常；但方法区还存储加载的类信息，所以基于jdk1.7的虚拟机，可以通过动态不断创建大量的类来模拟方法区溢出。

public class JavaMethodAreaOOM {
    public static void main(final String[] args){
       try {
           while (true){
               Enhancer enhancer=new Enhancer();
               enhancer.setSuperclass(JavaMethodAreaOOM.class);
               enhancer.setUseCache(false);
               enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                   @Override
                   public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                       return methodProxy.invokeSuper(o,objects);
                   }
               });
               enhancer.create();
           }
       }catch (Throwable t){
           t.printStackTrace();
       }
    }
}

上述代码运行后会报 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 的异常，说明是在方法区出现了内存溢出的错误。

4、本机直接内存溢出

本机直接内存（DirectMemory）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 Java 中用到 NIO 相关操作时（比如 ByteBuffer 的 allocteDirect 方法申请的是本机直接内存），也可能会出现内存溢出的异常。

 

引文链接：https://www.zhihu.com/question/20097631/answer/952988784