【JVM】Java内存溢出分析（堆溢出、栈溢出、方法区溢出、直接内存溢出）
Java内存溢出的原因为程序在申请内存（堆/栈/方法区/直接内存等等）时，没有足够的内存空间。
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Java内存溢出的原因为程序在申请内存（堆/栈/方法区/直接内存等等）时，没有足够的内存空间。
内存溢出有几种类型，栈溢出（程序所要求的栈深度过大）、堆溢出（创建对象时如果没有可以分配的堆内存、对象没有被回收）、方法区溢出（Class对象未被释放，Class对象占用信息过多，有过多的Class对象）、直接内存溢出（分配的本地内存大小大于JVM的限制）。
一、栈内存溢出
1、死递归
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，可以写一个死递归程序触发。
Java的栈空间默认是1M大小，可以通过-Xss 调整
public class StackOverFlow {
public void test(){
test();//死递归
}
public static void main(String[] args)throws Throwable {
StackOverFlow javaStack = new StackOverFlow();
javaStack.test();
}
}2、线程太多
线程太多会导致栈溢出，抛出 OutOfMemoryError，例如1个方法运行中的对象占用1M内存。同时5000+个线程运行这个方法，如果机器的内存小于5G的话，那么也会发生内存溢出，这种情况会抛出OOM异常。
public class StackOutOfMemoryError {
public static void main(String[] args) {
StackOutOfMemoryError test = new StackOutOfMemoryError ();
test.oomMethod();
}
public void oomMethod(){
while(true){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
loopMethod();
}
}).start();;
}
}
private void loopMethod(){
while(true){
}
}
}
二、堆内存溢出
1、初始对象太大
创建对象时如果没有可以分配的堆内存，JVM就会抛出 OutOfMemoryError:java heap space 异常。
堆内存可以通过设置JVM初始堆空间和最大堆空间，堆溢出生成快照：
-Xms20M -Xmx20M -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
/**
* VM Args: -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
*/
public static void main(String[] args) {
List<byte[]> list = new ArrayList<>();
int i=0;
while(true){
list.add(new byte[5*1024*1024]);
System.out.println("分配次数："+(++i));
}
}
2、对象没有回收
在方法执行中，回收效率不足2%，抛出 OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded。
/**
*
* VM Args：-Xms10m -Xmx10m -Xmn5m -XX:+PrintGCDetails 堆的大小10M
* 堆内存溢出
*/
public class HeapOom {
public static void main(String[] args) {
List<Object> list = new LinkedList<>(); //在方法执行的过程中，它是GCRoots
int i =0;
while(true){
i++;
if(i%10000==0)
System.out.println("i="+i);
list.add(new Object());
}
}
}
3、常量池溢出
JDK 1.8中 PermSize 和 MaxPermGen 已经无效，JDK 1.7 和 1.8 将字符串常量由永久代转移到堆中，并且 JDK 1.8 中已经不存在永久代的结论。
对象实际存储在堆上面，最终会产生堆内存溢出（java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space），将堆内存设置为：-Xms5m -Xmx5m。
public class ConstantPoolOOMTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
int i=1;
try {
while(true){
list.add(UUID.randomUUID().toString().intern());
i++;
}
} finally {
System.out.println("运行次数："+i);
}
}
}
三、方法区内存溢出
方法区溢出为，java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace，一般发生在动态语言，因为动态语言编译后会放在方法区。
在经常动态生产大量Class的应用中，CGLIb字节码增强，动态语言，大量JSP(JSP第一次运行需要编译成Java类),基于OSGi的应用(同一个类，被不同的加载器加载也会设为不同的类)。如果方法区内存不够大的话也会发生java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace溢出。
public class MethodAreaOOMTest {
public static void main(String[] args) {
int i=0;
try {
while(true){
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
enhancer.setUseCache(false);
// 借助CGLib直接操作字节码，生成大量的动态类
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
return proxy.invokeSuper(obj, args);
}
});
enhancer.create();
i++;
}
} finally{
System.out.println("运行次数："+i);
}
}
static class OOMObject{
}
}
四、直接内存溢出
直接内存溢出（ java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory）分配的本地内存大小大于JVM的限制。NIO会使用到直接内存，可以通过NIO来模拟。
设置参数: -XX:MaxDirectMemorySize=100m
/**
* VM Args：-XX:MaxDirectMemorySize=100m
* 限制最大直接内存大小100m
* 直接内存溢出
*/
public class DirectOom {
public static void main(String[] args) {
// 直接分配128M的直接内存(100M)
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(128*1024*1204);
}
}
总结
内存溢出有几种类型，栈溢出（程序所要求的栈深度过大）、堆溢出（创建对象时如果没有可以分配的堆内存、对象没有被回收）、方法区溢出（Class对象未被释放，Class对象占用信息过多，有过多的Class对象）、直接内存溢出（分配的本地内存大小大于JVM的限制）。
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