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內存溢出是指應用系統(tǒng)中存在無法回收的內存或使用的內存過多，最終使得程序運行要用到的內存大于虛擬機能提供的最大內存。這篇文章整理自《深入理解java虛擬機》。之前面阿里遇到過。
一、內存溢出原因
內存溢出就是內存不夠，引起內存溢出的原因有很多種，常見的有以下幾種：
1、內存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù);
2、集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收;
3、代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復的對象實體;
4、使用的第三方軟件中的BUG;
5、啟動參數(shù)內存值設定的過小;
當然實際情況中內存溢出的原因就太多了。下面我們就對這些原因分類一下：
以上的圖是基于java7來敘述的，從上面這張圖我們能夠得到如下信息：java虛擬機把內存分為5個模塊。
(1)程序計數(shù)器：程序計數(shù)器是線程私有的，主要的作用是通過改變這個計數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令。既然每個線程都有一個，那么這些線程的計數(shù)器是互不影響的。也不會拋出任何異常。
(2)虛擬機棧和本地方法棧：虛擬機棧描述的是java方法執(zhí)行的內存模型，每個方法在執(zhí)行的時候都會創(chuàng)建一個棧幀用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)連接、方法出口等信息。本地方法棧與虛擬機棧的區(qū)別是，虛擬機棧為虛擬機執(zhí)行java方法服務，而本地方法棧則為虛擬機提供native方法服務。
在單線程的操作中，無論是由于棧幀太大，還是虛擬機?？臻g太小，當?？臻g無法分配時，虛擬機拋出的都是StackOverflowError異常，而不會得到OutOfMemoryError異常。而在多線程環(huán)境下，則會拋出OutOfMemoryError異常。
(3)java堆和方法區(qū)：java堆區(qū)主要存放對象實例和數(shù)組等，方法區(qū)保存類信息、常量、靜態(tài)變量等等。運行時常量池也是方法區(qū)的一部分。這兩塊區(qū)域是線程共享的區(qū)域，只會拋出OutOfMemoryError。
不知道各位在B站看見過那個面試經(jīng)典場景沒，在回答java的內存運行數(shù)據(jù)區(qū)結構時，以上的功能作用是一方面，如果回答時把內存溢出問題添加上是一個極大的加分項。
二、內存溢出實例
1、堆溢出
既然堆是存放實例對象的，那我們就無線創(chuàng)建實例對象。這樣堆區(qū)遲早會滿。
- public class HeapOOM {
- static class User {}
- public static void main(String[] args) {
- List
list = new ArrayList (); - while (true) {
- list.add(new User());
- }
- }
- }
- /*Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:
- GC overhead limit exceeded
- at com.fdd.test.HeapOOM.main(HeapOOM.java:11)*/
因為我提前設置了堆區(qū)內存，所以無限創(chuàng)建就會拋出異常。
2、虛擬機棧和本地方法棧溢出
Java虛擬機規(guī)范中描述了兩種異常：
- 如果線程請求的棧深度大于虛擬機鎖允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常。
- 如果虛擬機在擴展棧時無法申請到足夠的內存空間，則拋出OutOfMemoryError異常。
第一種我們只需要使用方法遞歸調用即可模擬：
- public class StackOutOfMemoryError {
- public static void main(String[] args) {
- test();
- }
- private static void go() {
- System.out.println("StackOverflowError異常");
- test();
- }
- }
- /*Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
- at sun.nio.cs.ext.DoubleByte$Encoder.encodeLoop(DoubleByte.java:617)
- at java.nio.charset.CharsetEncoder.encode(CharsetEncoder.java:579)
- at sun.nio.cs.StreamEncoder.implWrite(StreamEncoder.java:271)
- at sun.nio.cs.StreamEncoder.write(StreamEncoder.java:125)
- at java.io.OutputStreamWriter.write(OutputStreamWriter.java:207)
- at java.io.BufferedWriter.flushBuffer(BufferedWriter.java:129)
- at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:526)
- at java.io.PrintStream.print(PrintStream.java:597)
- at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:736)
- at com.fdd.test.StackOutOfMemoryError.go(StackOutOfMemoryError.java:11)
- at com.fdd.test.StackOutOfMemoryError.go(StackOutOfMemoryError.java:13)*/
第二種也可以遞歸調用模擬,，但是使用的是類直接調用。
- public class JavaVMStackSOF {
- private int stackLength = 1;
- public void stackLeak() {
- stackLength++;
- stackLeak();
- }
- public static void main(String[] args) {
- JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
- oom.stackLeak();
- }
- }
- /*Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:18)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)
- ... */
3、方法區(qū)和運行時常量池溢出
- public class JavaMethodAreaOOM {
- public static void main(String[] args) {
- while (true) {
- Enhancer enhancer = new Enhancer();
- enhancer.setSuperclass(User.class);
- enhancer.setUseCache(false);
- enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
- public Object intercept(Object obj, Method method,
- Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
- return proxy.invokeSuper(obj, args);
- }
- });
- enhancer.create();
- }
- }
- static class User {}
- }
- /*Exception in thread "main"
- Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown
- from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"
- */
4、本機直接內存溢出
DirectMemory容量可通過-XX: MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，則默認與Java堆最大值 (-Xmx指定)一樣。
- public class DirectMemoryOOM {
- private static final int _1MB = 1024 * 1024;
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
- unsafeField.setAccessible(true);
- Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);
- while (true) {
- unsafe.allocateMemory(_1MB);
- }
- }
- }
上面介紹了幾個實例，那遇到這種問題如何排查呢?
三、內存溢出排查
排查其實最主要的就是檢查代碼，而且內存溢出往往都是代碼的問題。當然一下幾點都是需要注意的：
(1)內存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù);
(2)集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收;
(3)代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復的對象實體;
(4)使用的第三方軟件中的BUG;
(5)啟動參數(shù)內存值設定的過小;
最后就是解決了。
第一步，修改JVM啟動參數(shù)，直接增加內存。
第二步，檢查錯誤日志
第三步，對代碼進行走查和分析，找出可能發(fā)生內存溢出的位置。
一般情況下代碼出錯的概率會比較大一些，當然了不同的場景不同錯誤總是復雜多樣的。
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網(wǎng)站名稱：Java中的內存溢出問題
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