Java内存溢出的几种情况_codestorm_新浪博客

转自： http://www.cnblogs.com/lin-xuan/p/5271354.html#_label3_0

目录

1. Java堆溢出

1.1 模拟场景

1.2 用内存影响分析工具分析堆快照

2.虚拟机栈和本地方法栈溢出

2.1 StackOverflowError异常

2.2 OutOfMemoryError异常

3.方法区和运行时常量池溢出

3.1 运行时常量区溢出

3.2 String创建对象和对应内存状态

3.3 运行时方法区溢出

4.本机直接内存溢出

5. JVM相关wiki和工具

 

正文

本文通过几段代码模拟实际的内存溢出异常。

文中代码都是基于Oracle公司的HotSpot虚拟机运行的。

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1. Java堆溢出

1.1 模拟场景

Java堆用于存储对象，只要不断的创建对象，并保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，

那么在对象数量到达最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。

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package com.lindaxuan.outofmemory;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class HeapOOM {

    static class OOMObject {

    }

    public static void main(String[] args) {

        List list = new ArrayList();

        while (true) {

            list.add(new OOMObject());

        }

    }

}

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1.2 用内存影响分析工具分析堆快照

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2.虚拟机栈和本地方法栈溢出

HotSpot虚拟机中不区分虚拟机栈和本地方法栈。栈容量用-Xss参数设定。Java虚拟机规范中描述了两种异常：

如果线程请求的栈深度大于虚拟机锁允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。

如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。

2.1 StackOverflowError异常

复制代码

package com.lindaxuan.outofmemory;

public class JavaVMStackSOF {

    private int stackLength = 1;

    public void stackLeak() {

        stackLength++;

        stackLeak();

    }

    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;

        }

    }

}

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当单个线程下，无论是由于栈帧太大还是虚拟机栈容量太小，当内存无法分配的时候，虚拟机抛出的都是StackOverflowError异常。

2.2 OutOfMemoryError异常

复制代码

package com.lindaxuan.outofmemory;

public class JavaVMStackOOM {

    private void dontStop() {

        while (true) {

        }

    }

    public void stackLeakByThread() {

        while (true) {

            Thread thread = new Thread(new Runnable() {

                public void run() {

                    dontStop();

                }

            });

            thread.start();

        }

    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable {

        JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();

        oom.stackLeakByThread();

    }

}

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3.方法区和运行时常量池溢出

3.1 运行时常量区溢出

下面这段代码需要jdk1.6模拟。

复制代码

package com.lindaxuan.outofmemory;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class RuntimeConstantPoolOOM {

    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 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());

        }

    }

}

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String.intern()返回引用的测试

复制代码

package com.lindaxuan.outofmemory;

public class RuntimeConstantPoolOOM2 {

    public static void main(String[] args) {

        String str1 = new StringBuilder("中国").append("钓鱼岛").toString();

        System.out.println(str1.intern() == str1);

        String str2 = new StringBuilder("ja").append("va").toString();

        System.out.println(str2.intern() == str2);

    }

}

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对于jdk1.6，intern()方法会把首次遇到的字符串实例复制到永久代中，返回的也是永久代中这个字符串实例的引用。

而StringBuilder创建的字符串实例在Java堆，所以必然不是同一个引用，将返回false。

而jdk1.7中的intern()实现不会复制实例，只是在常量池中首次出现的实例引用，因此intern()返回的引用和由StringBuild创建的那个字符串实例是同一个。

3.2 String创建对象和对应内存状态

再看另一段代码

复制代码

public class StringConstantPool {

    public static void main(String[] args) {

        String str1 = new StringBuilder("中国").append("钓鱼岛").toString();

        System.out.println(str1.intern() == str1);

        String str2 = new String("倚天不屠龙");

        System.out.println(str2.intern() == str2);

    }

}

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“中国钓鱼岛”和“倚天不屠龙”都在常量区中不存在，那么为什么输出结果一个是true，另一个是false呢？

这就涉及到创建String对象的原理。下面我们将代码和内存对应起来看一下。

String str1 = new StringBuilder("中国").append("钓鱼岛").toString(); ////String创建对象时，会把参数"中国"和“钓鱼岛”放到常量池中

内存状态1

 

 

 

System.out.println(str1.intern() == str1); // str1.intern()将str1的引用复制到常量池中

内存状态2

String str2 = new String("倚天不屠龙"); //String创建对象时，会把参数"倚天不屠龙"放到常量池中

内存状态3

System.out.println(str2.intern() == str2); // str2.intern()先去常量池中看有没有"倚天不屠龙"，已经有了。

内存状态4 (和内存状态3一致)

3.3 运行时方法区溢出

下面一段代码借助CGLib使方法区出现内存溢出异常。

复制代码

package com.lindaxuan.outofmemory;

import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;

import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;

import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class JavaMethodAreaOOM {

    public static void main(String[] args) {

        while (true) {

            Enhancer enhancer = new Enhancer();

            enhancer.setSuperclass(OOMObject.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 OOMObject {

    }

}

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4.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堆最大值 (-Xmx指定)一样。

复制代码

package com.lindaxuan.outofmemory;

import sun.misc.Unsafe;

import java.lang.reflect.Field;

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);

        }

    }

}

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以上是模拟各种类型的内存溢出异常。

 

注：

本文的代码基于于深入理解Java虚拟机 2.4 实战：OutOfMemoryError异常，有轻微调整。

虚拟机的参数根据机器性能不同可以灵活调整。