使用Memory Analyzer tool分析JAVA虚拟机的内存溢出问题

有一次项目外场反馈了一个失败观察的离线工具的问题，打开了一个含有1W条失败观察离线数据文件，离线工具界面很快假死了，无法操作，同时CMD界面出现OutOfMemoryError的错误。

 

2.1   为何会内存溢出

JAVA内存空间中的堆区域（用于存放JAVA的对象）发生了内存溢出，有两个原因：

Ø  你的应用比较消耗内存空间，需要较大的堆空间，而你设置的内存不够。

Ø  你的程序有隐患，new了大量的不能及时释放对象，最终消耗了过多的内存。需要排查。

这两种情况对应的解决方案有两种：

Ø  优化调整JVM内存

Ø  使用专门的内存溢出测试工具进行检测Java的内存溢出，找出问题后修改代码。这里我们主要介绍Eclipse的Memory Analyzer tool(MAT)。

在绝大多数情况下，如果出现内存溢出的错误，单靠调整JVM内存大小一般都不能从根本上解决问题，因此本文主要描述第二种解决方案。

2.2   JAVA虚拟机的垃圾回收原理

JVM根据generation(代)来进行GC，根据下图所示，一共被分为young generation(年轻代)、tenured generation(老年代)、permanent generation(永久代, perm gen)。注意，堆内存被分成新生代和年老代两个部分，heap空间不包括perm gen。

现在的Java虚拟机就联合使用了分代复制、标记-清除和标记-整理算法，JAVA虚拟机垃圾收集器关注的内存结构如下：

2.2.1  新生代

新生代使用复制和标记-清除垃圾收集算法，研究表明，新生代中98%的对象是朝生夕死的短生命周期对象，所以不需要将新生代划分为容量大小相等的两部分内存，而是将新生代分为Eden区，Survivor from和Survivor to三部分，其占新生代内存容量默认比例分别为8：1：1，其中Survivor from和Survivor to总有一个区域是空白，只有Eden和其中一个Survivor总共90%的新生代容量用于为新创建的对象分配内存，只有10%的Survivor内存浪费，当新生代内存空间不足需要进行垃圾回收时，仍然存活的对象被复制到空白的Survivor内存区域中，Eden和非空白的Survivor进行标记-清理回收，两个Survivor区域是轮换的。

新生代中98%情况下空白Survivor都可以存放垃圾回收时仍然存活的对象，2%的极端情况下，如果空白Survivor空间无法存放下仍然存活的对象时，使用内存分配担保机制，直接将新生代依然存活的对象复制到年老代内存中，同时对于创建大对象时，如果新生代中无足够的连续内存时，也直接在年老代中分配内存空间。

Java虚拟机对新生代的垃圾回收称为Minor GC，次数比较频繁，每次回收时间也比较短。

使用java虚拟机-Xmn参数可以指定新生代内存大小。

2.2.2  年老代

年老代中的对象一般都是长生命周期对象，对象的存活率比较高，因此在年老代中使用标记-整理垃圾回收算法。

Java虚拟机对年老代的垃圾回收称为MajorGC/Full GC，次数相对比较少，每次回收的时间也比较长。

当新生代中无足够空间为对象创建分配内存，年老代中内存回收也无法回收到足够的内存空间，并且新生代和年老代空间无法在扩展时，堆就会产生OutOfMemoryError异常。