OutOfMemoryError异常

Java堆溢出
限制Java堆的大小为20M，不可扩展(堆最小值-Xms参数与最大值-Xmx参数设置为一样，避免堆自动扩展)，通过参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出异常时Dump出当前的内存堆转储快照以便事后分析。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    static class OOMObject{

    }
    public static void main(String[] args) {
        List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
        while (true){
            list.add(new OOMObject());
        }
    }
}

• 运行结果
  
• 常规的处理方法：

通过内存映像分析工具对Dump出来的堆转储快照进行分析。
确认是出现了内存泄漏还是内存溢出
内存泄漏： 通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链，找到泄漏对象是通过怎样的引用路径、与哪些GC Roots相关联，导致垃圾收集器无法回收。根据泄漏对象的类型信息以及它到GC Roots引用链的信息，一般可以比较准确第定位到这些对象创建的位置，进而找出产生内存泄漏的代码的具体位置。
内存溢出： 内存中的对象确实都必须活着。1.应当检查Java虚拟机的堆参数设置(-Xms，-Xmx)，与机器内存相比，是否有上调空间。2.检查代码，是否存在某些对象生命周期过长，持有状态时间过长，存储结构设计不合理等情况，尽量减少程序运行期的内存消耗。

• JProfiler打开的快照文件
  
  （这里内存泄漏定位还要自己实践一下）
  虚拟机栈和本地方法栈溢出
  在《Java虚拟机规范》中描述了两种异常

1.如果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异常(在递归结束条件写错时，经常出现这个)。
2.如果虚拟机的栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足够的内存时，将抛出OutOfMemoryError异常

测试例1

• JVM配置
  
• 具体代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    private int stackLength = 1;
    public void stackLeak(){
        stackLength++;
        stackLeak();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main oom = new Main();
        try{
            oom.stackLeak();
        }catch (Throwable e){
            System.out.println("stack length:"+oom.stackLength);
            throw e;
        }
    }
}

• 运行结果
  
  测试例2
  -Xss2M
• 具体代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    private void dontStop(){

    }
    public void stackLeakByThread(){
        while (true){
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    dontStop();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main oom = new Main();
        oom.stackLeakByThread();
    }
}

• 运行结果
  
  建立过多线程导致的内存溢出，在不能减少线程数量或者更换其他虚拟机的情况下，只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线程(通过减少内存的手段来解决内存溢出)。

方法区和运行时常量池溢出
略

直接内存溢出
-Xmx20M -XX:MaxDirectMemorySize=10M

• 具体代码
  通过反射获取Unsafe示例进行内存分配

import sun.misc.Unsafe;

import java.lang.reflect.Field;

public class Main {
    private static final int _1MB = 1024*1024;
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
        unsafeField.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);
        while(true){
            unsafe.allocateMemory(_1MB);
        }
    }
}

• 运行结果
  

参考资料
《深入理解Java虚拟机(第三版)》