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內(nèi)存溢出是指應(yīng)用系統(tǒng)中存在無法回收的內(nèi)存或使用的內(nèi)存過多，最終使得程序運(yùn)行要用到的內(nèi)存大于虛擬機(jī)能提供的最大內(nèi)存。
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一、內(nèi)存溢出原因
內(nèi)存溢出就是內(nèi)存不夠，引起內(nèi)存溢出的原因有很多種，常見的有以下幾種：
1、內(nèi)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(fù)的對象實(shí)體;
4、使用的第三方軟件中的BUG;
5、啟動參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過小;
當(dāng)然實(shí)際情況中內(nèi)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(jī)把內(nèi)存分為5個模塊。
(1)程序計(jì)數(shù)器：
程序計(jì)數(shù)器是線程私有的，主要的作用是通過改變這個計(jì)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(jì)數(shù)器是互不影響的。也不會拋出任何異常。
(2)虛擬機(jī)棧和本地方法棧：
虛擬機(jī)棧描述的是java方法執(zhí)行的內(nèi)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(jī)棧的區(qū)別是，虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行java方法服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)提供native方法服務(wù)。
在單線程的操作中，無論是由于棧幀太大，還是虛擬機(jī)?？臻g太小，當(dāng)?？臻g無法分配時，虛擬機(jī)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(shí)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(yùn)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(nèi)存運(yùn)行數(shù)據(jù)區(qū)結(jié)構(gòu)時，以上的功能作用是一方面，如果回答時把內(nèi)存溢出問題添加上是一個極大的加分項(xiàng)。
二、內(nèi)存溢出實(shí)例
1、堆溢出
既然堆是存放實(shí)例對象的，那我們就無線創(chuàng)建實(shí)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?yàn)槲姨崆霸O(shè)置了堆區(qū)內(nèi)存，所以無限創(chuàng)建就會拋出異常。
2、虛擬機(jī)棧和本地方法棧溢出
Java虛擬機(jī)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(jī)鎖允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常。
如果虛擬機(jī)在擴(kuò)展棧時無法申請到足夠的內(nèi)存空間，則拋出OutOfMemoryError異常。
第一種我們只需要使用方法遞歸調(diào)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(diào)用模擬,，但是使用的是類直接調(diào)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(yùn)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(jī)直接內(nèi)存溢出
DirectMemory容量可通過-XX: MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，則默認(rèn)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(shí)例，那遇到這種問題如何排查呢?
三、內(nèi)存溢出排查
排查其實(shí)最主要的就是檢查代碼，而且內(nèi)存溢出往往都是代碼的問題。當(dāng)然一下幾點(diǎn)都是需要注意的：
(1)內(nèi)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(fù)的對象實(shí)體;
(4)使用的第三方軟件中的BUG;
(5)啟動參數(shù)內(nèi)存值設(shè)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(nèi)存。
第二步，檢查錯誤日志
第三步，對代碼進(jìn)行走查和分析，找出可能發(fā)生內(nèi)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(dāng)然了不同的場景不同錯誤總是復(fù)雜多樣的。
文章標(biāo)題：詳解Java內(nèi)存溢出
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