JVM之常见内存溢出（OutOfMemoryError）异常
在《java虚拟机规范中》，除了程序计数器之外，虚拟内存的其他地方几个运行时区域都有可能发生OutOfMemoryError（OOM内存溢出）的情况.
1、java堆内存溢出
java堆内存使用于存储对象实例的，如果持续新建对象，切保证通过GCcRoots到这些对象一直是可达的（入下就是集合中存有对象一直不做清理，导致垃圾清理机制无法清理这些对象），当体量达到设置的堆内存大小时会造成内存泄露，-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数可以在对溢出时储存快照以方便排查。
该区域OOM异常一般会有如下错误信息：java.lang.OutofMemoryError:Java heap space
模拟代码
/**
* vm 参数： -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
*/
public class TestOOM {
static class OOMObject{}
public static void main(String[] args) {
ArrayList<OOMObject> oomObjectArrayList = new ArrayList<>();
int i = 0;
while (true){
i++;
System.out.println(i);
oomObjectArrayList.add(new OOMObject());
}
}
}
2020.3及之上的idea版本这样添加vm参数
运行结果
2、虚拟机栈和本地栈溢出
HotSpot虚拟机中并不区分虚拟机栈和本地方法栈，栈容量智能有-Xss参数来设定，
在《java虚拟机规范》中描述了两种异常：1、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异常。
2、如果虚拟机栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足后的内存时，将抛出OutOfMemoryError异常。
模拟代码V1
/**
* vm 参数： -Xss164k
*/
public class TestStackOverflowError {
private int stackLength = 1;
public void stackTest(){
stackLength++;
stackTest();
}
public static void main(String[] args) {
TestStackOverflowError testStackOverflowError = new TestStackOverflowError();
try {
testStackOverflowError.stackTest();
}catch (Throwable throwable){
System.out.println("current stack length:" + testStackOverflowError.stackLength);
throwable.printStackTrace();
}
}
}
运行结果
自己无限调用自己，每调用一次，在栈空间中多产生一个栈帧，直到体量达到当前栈空间可容纳栈帧的上限
模拟代码V2
/**
* vm 参数： -Xss164k
*/
public class TestStackOverflowError {
private int stackLength = 1;
public void stackTestV2(){
//多变量为了多占用栈帧中的局部变量表，局部变量表也会占用栈深度
double i, i1, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8, i9, i10, i11,
i12, i13, i14, i15, i16, i17, i18, i19, i20, i21, i22, i23;
long l, l1, l2, l3, l4, l5, l6, l7, l8, l9, l10, l11,
l12, l13, l14, l15, l16, l17, l18, l19, l20, l21, l22, l23;
stackLength++;
stackTestV2();
}
public static void main(String[] args) {
TestStackOverflowError testStackOverflowError = new TestStackOverflowError();
try {
testStackOverflowError.stackTestV2();
}catch (Throwable throwable){
System.out.println("current stack length:" + testStackOverflowError.stackLength);
throwable.printStackTrace();
}
// try {
// testStackOverflowError.stackTest();
// }catch (Throwable throwable){
// System.out.println("current stack length:" + testStackOverflowError.stackLength);
// throwable.printStackTrace();
// }
}
public void stackTest(){
stackLength++;
stackTest();
}
}
运行结果
3、方法区和运行时常量池溢出
方法区主要存储被虚拟机加载的类信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。理论上在JVM启动后该区域大小应该比较稳定，但是目前很多框架，比如Spring和Hibernate等在运行过程中都会动态生成类，因此也存在OOM的风险。如果该区域OOM，错误结果会包含类似下面的信息：
java.lang.OutofMemoryError: PermGen space(jdk1.7)
Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace(jdk1.8)
模拟代码
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* jdk 1.7 vm 参数：-XX:PermSize=3M -XX:MaxPermSize=4M
* jdk 1.8vm 参数:-XX:MaxMetaspaceSize=10M
*/
public class MethodOOMTest {
static class OOMObjectV2{}
public static void main(String[] args) {
int i = 0;
for (;;){
i++;
System.out.println(i);
//使用cglib字节码技术，当需要增强的类越多时，需要越大的方法区（或者元空间）来保证动态生成的类可以载入内存。
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMObjectV2.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback(
new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
return methodProxy.invokeSuper(o, args);
}
}
);
enhancer.create();
}
}
}
}
运行结果
4、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。
模拟代码
import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
/**
* vm参数：-Xmx20M -XX:MaxDirectMemorySize=10M
*/
public class TestLocalStack {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) throws Exception{
Field declaredField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
declaredField.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe)declaredField.get(null);
for (;;){
//使用Unsafe直接申请内存分配
unsafe.allocateMemory(_1MB);
}
}
}
运行结果
出现内存泄露问题重点排查以下几点：
1.检查对数据库查询中，是否有一次获得全部数据的查询。一般来说，如果一次取十万条记录到内存，就可能引起内存溢出。
2.检查代码中是否有死循环或递归调用。
3.检查是否有大循环重复产生新对象实体。
4.检查List、MAP等集合对象是否有使用完后，未清除的问题。List、MAP等集合对象会始终存有对对象的引用，使得这些对象不能被GC回收。