OutOfMemoryError异常

除了程序计数器外,虚拟机内存在其他几个运行时区域都有发生OutOfMemoryError异常的可能。

Java堆溢出

设置Idea堆的大小为20MB,不可扩展(-Xms参数与最大值-Xmx参数设置为一样,避免自动扩展)

OutOfMemoryError异常

-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8

运行以下代码:

package memory;  import java.util.ArrayList; import java.util.List;  public class HeepOOM {     static class OOMObject{      }      public  static  void  main(String[] args){         List<OOMObject> list = new ArrayList<>();         while (true){             list.add(new OOMObject());         }     } } 抛出错误:  Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space     at java.base/java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3512)     at java.base/java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3481)     at java.base/java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:237)     at java.base/java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:244)     at java.base/java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:454)     at java.base/java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:467)     at memory.HeepOOM.main(HeepOOM.java:14)

解决这个异常重点是确认内存中的对象是否是必要的,也就是区分是出现了内存泄漏(Memory Leak)还是内存溢出(Memory Overflow)

  • 内存泄漏:程序申请内存后,无法释放已申请的内存空间,多次内存泄漏堆积后的后果就是内存溢出
  • 内存溢出:程序申请内存时,没有足够的内存供申请者使用

如果是内存泄漏,可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Root相关联导致垃圾回收器无法自动回收他们。

如果不存在泄漏,则就应该检查虚拟机堆参数(-Xmx与-Xms),与机器物理内存对比看是否还可以调大,从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况,尝试减少长期运行期的内存消耗。

虚拟机栈和本地方法栈溢出
  • 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,则抛出StackOverflowError异常。
  • 如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存,则抛出OutOfMemoryError异常。
package memory;  public class JavaVmStackSOF {     private int stackLength = 1;      public  void  stackLeak(){         stackLength++;         stackLeak();     }             /**      * -Xss180K -设置每个线程分配180K内存      * @param args      * @throws Throwable      */     public static void main(String[] args) throws Throwable{         JavaVmStackSOF oom = new JavaVmStackSOF();         try{             oom.stackLeak();         }catch (Throwable e){             System.out.println("stack length:"+oom.stackLength);             throw  e;         }     } }

运行结果:

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError stack length:1554     at memory.JavaVmStackSOF.stackLeak(JavaVmStackSOF.java:7)

package memory;  public class JavaVMStackOOM {     private void dontStop(){        while (true){         }    }     public  void  stackLeakByThread(){        while (true){            Thread thread = new Thread(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    dontStop();                }            });            thread.start();        }    }     /**     * -Xss2M -设置每个线程分配2M内存     * 最终会耗尽所有内存,导致没有足够的内存创建线程而抛出异常:OutOfMemoryError     * @param args     * @throws Throwable     */    public static void main(String[] args) throws Throwable{        JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();        oom.stackLeakByThread();    } }

运行结果

Exceptuib in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

运行时常量池溢出
运行时常量池属于方法区,因此可以通过以下方式模拟:
java7可以通过设置:-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M 来限定方法区。
java8之后永久代被移除,-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize已经被移除;可以使用:-XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M (元空间代替)
类型信息、字段、方法、常量保存在元空间。

package main.java.loadclass;  import java.util.ArrayList; import java.util.List;  public class RuntimeConstantPoolOOM {              /**      * JAVA7 下运行      * @param args      */     public static void main(String[] args){         //使用LIST保持着常量池引用,避免Full GC 回收常量池行为         List<String> list = new ArrayList<>();         //10MB的PermSize在integer范围内足够产生OOM了         int i = 0;         while (true){             list.add(String.valueOf(i++).intern());         }     } }

抛出以下异常:java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space

方法区溢出
方法区用于存放Class的相关信息,如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。一个类如果被垃圾回收器回收掉,判定条件非常苛刻,在经常动态生成大量Class的应用中,需要特别注意类的回收状态。

本机直接内存溢出
DirectMemory容量可通过-XX:MaxDirectMemorySize指定,如果不指定,则默认与Java堆的最大值(-Xmx指定)一样。
DirectByteBuffer是Java用于实现堆外内存的一个重要类,我们可以通过该类实现堆外内存的创建、使用和销毁。DirectByteBuffer跑出内存溢出异常时并没有真正整整向操作系统申请分配内存,而是通过计算得知内存无法分配,手动跑出异常。
使用Unsafe类的allocateMemory方法是真正分配内存。

package main.java.loadclass;  import sun.misc.Unsafe;  import java.lang.reflect.Field;  public class DirectMemoryOOM {      private static final int _1MB = 1024 * 1024;      /**      * -Xmx20M -XX:MaxDirectMemorySize=10M      * @param args      * @throws Exception      */     public  static  void main(String[] args) throws Exception{         Field unsefeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];         unsefeField.setAccessible(true);         Unsafe unsafe = (Unsafe) unsefeField.get(null);         while (true){             unsafe.allocateMemory(_1MB);         }     } }

返回结果:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError     at java.base/jdk.internal.misc.Unsafe.allocateMemory(Unsafe.java:616)     at jdk.unsupported/sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Unsafe.java:462)     at main.java.loadclass.DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:16)


OutOfMemoryError异常

 

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