JVM 运行时内存结构(Run-Time Data Areas)
内存溢出分为两大类:OutOfMemoryError 和 StackOverflowError。
一、HeapOomError (JVM 堆内存溢出)
-Xms:初始值 -Xmx:最大值 -Xmn:最小值
public static void main(String[] args) {
List<byte[]> list = new ArrayList<>();
int i = 0;
while (true) {
list.add(new byte[8 * 1024 * 1024]);
System.out.println(++i);
}
}
二、MemoryLeakOomError(JVM 堆内存泄漏)
Java 语言中是指,未使用的对象仍然在 JVM 堆空间中存在,任保留着引用,无法被 GC。不停的堆积最终触发堆内存溢出。
三、OverheadLimitOomError(垃圾回收超时内存溢出)
# JDK6 新增错误类型。当 GC 为释放很小空间占用大量时间时抛出。 # (超过 98% 以上的时间去释放小于 2% 的堆空间) java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded # 关闭上述检查功能,通常不治本,最终会 Java heap space。应查看系统是否有使用大内存的代码或死循环 -XX:-UseGCOverheadLimit
static class Key {
Integer id;
Key(Integer id) {
this.id = id;
}
// @Override
// public int hashCode() {
// return id.hashCode();
// }
//
// @Override
// public boolean equals(Object o) {
// boolean response = false;
// if (o instanceof Key) {
// response = (((Key) o).id).equals(this.id);
// }
// return response;
// }
}
public static void main(String[] args) {
Map<Key, String> m = new HashMap<>();
int x = 0;
while (true) {
for (int i = 0; i < 500; i++) {
if (!m.containsKey(new Key(i))) {
m.put(new Key(i), "Number:" + i);
}
}
System.out.println(x++);
}
}
public static void main(String[] args) {
Map map = System.getProperties();
Random r = new Random();
while (true) {
map.put(r.nextInt(), "Oracle Java");
}
}
四、MetaSpaceOomError(Metaspace内存溢出)
元空间的溢出,系统会抛出 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace。出现该错误的原因是类非常多或引用的 jar 包非常多或者通过动态代码生成类加载等方法,导致元空间的内存占用很大。
JDK8 开始,方法区的实现由永久代(PermGen)变成了元空间(Metaspace)。Metaspace 使用的是本地内存,而不是堆内存,也就是说在默认情况下 Metaspace 的大小只与本地内存大小有关。
# 初始空间大小,达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载,同时GC会对该值进行调整 # 如果释放了大量的空间,就适当降低该值。 # 如果释放了很少的空间,那么在不超过 MaxMetaspaceSize 下适当提高该值。 -XX:MetaspaceSize # 最大空间,默认没有限制。 # 防止因为某些情况导致 Metaspace 无限的使用本地内存,影响到其他程序。应设置大小。 -XX:MaxMetaspaceSize # Metaspace 增长时的最大幅度。 -XX:MaxMetaspaceExpansion # Metaspace 增长时的最小幅度。 -XX:MinMetaspaceExpansion # 当进行过Metaspace GC之后, 会计算当前Metaspace的空闲空间比,如果空闲比大于这个参数,那么虚拟机会释放 Metaspace 的部分空间。在本机该参数的默认值为70,也就是70%。 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio # 当进行过Metaspace GC之后,会计算当前 Metaspace 的空闲空间比,如果空闲比小于这个参数,那么虚拟机将增长 Metaspace 的大小。在本机该参数的默认值为40,也就是40%。 # 设置该参数可以控制 Metaspace 的增长的速度,太小的值会导致 Metaspace 增长的缓慢,Metaspace 的使用逐渐趋于饱和,可能会影响之后类的加载。而太大的值会导致 Metaspace 增长的过快,浪费内存。 -XX:MinMetaspaceFreeRatio
public static void main(String[] args) {
ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();
// 借助 CGlib 来动态地生成大量的 Class
while (true) {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(MetaSpaceOomError.class);
enhancer.setCallbackTypes(new Class[]{Dispatcher.class, MethodInterceptor.class});
enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilter() {
@Override
public int accept(Method method) {
return 1;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return super.equals(obj);
}
});
Class clazz = enhancer.createClass();
System.out.println(clazz.getName() + "===================================");
// 显示数量信息(共加载过的类型数目,当前还有效的类型数目,已经被卸载的类型数目)
System.out.println("total:" + loadingBean.getTotalLoadedClassCount());
System.out.println("active:" + loadingBean.getLoadedClassCount());
System.out.println("unloaded:" + loadingBean.getUnloadedClassCount());
}
}
五、DirectoryMemoryOomError(直接内存内存溢出)
在使用 ByteBuffer 中的 allocateDirect() 的时候会出现,很多 Java NIO(如 netty)的框架中被封装为其他的方法,出现该问题时会抛出 java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory。
如果你在直接或间接使用了 ByteBuffer 中的 allocateDirect 方法,而不做 clear 就会出现类似的问题。
# 堆外内存最大值
-XX:MaxDirectMemorySize
private static int ONE_MB = 1024 * 1024;
private static int index = 0;
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(VM.maxDirectMemory() / ONE_MB);
ByteBuffer.allocateDirect(ONE_MB * 100);
// 直接内存操作
Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
field.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
while (true) {
index++;
// 分配内存
long l = unsafe.allocateMemory(ONE_MB);
// 释放内存
unsafe.freeMemory(l);
}
} catch (Exception | Error e) {
System.out.println("index:" + index);
e.printStackTrace();
}
}
六、StackOomError(栈内存溢出)
当一个线程执行一个Java方法时,JVM将创建一个新的栈帧并且把它push到栈顶。
当一个方法递归调用自己时,每层调用都需要创建一个新的栈帧。当栈中越来越多的内存将随着递归调用而被消耗,最终造成 java.lang.StackOverflowError。
# 每个线程的堆栈大小 -Xss
private static int num = 1;
public void testStack() throws StackOverflowError {
num++;
this.testStack();
}
public static void main(String[] agrs) {
try {
StackOomError t = new StackOomError();
t.testStack();
} catch (StackOverflowError stackOverflowError) {
System.out.println(num);
stackOverflowError.printStackTrace();
}
}
七、ArrayLimitOomError(数组超限内存溢出)
JVM 对应用程序所能分配数组最大大小是有限制的,Java 数组的索引是 int 类型,不同的平台限制有所不同。
在为数组分配内存之前,会执行特定平台的检查:分配的数据结构是否在此平台是可寻址的。
若数组长度超出系统上限就会造成 java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit。
public static void main(String[] args) {
try {
int[] arr = new int[Integer.MAX_VALUE];
} catch (Throwable t) {
t.printStackTrace();
}
}