Java虛擬機(jī)規(guī)范規(guī)定JVM的內(nèi)存分為了好幾塊，比如堆，棧，程序計(jì)數(shù)器，方法區(qū)等，而Hotspot jvm的實(shí)現(xiàn)中，將堆內(nèi)存分為了三部分，新生代，老年代，持久帶，其中持久帶實(shí)現(xiàn)了規(guī)范中規(guī)定的方法區(qū)，而內(nèi)存模型中不同的部分都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的OutOfMemoryError錯(cuò)誤，接下來我們就分開來討論一下。java.lang.OutOfMemoryError這個(gè)錯(cuò)誤我相信大部分開發(fā)人員都有遇到過，產(chǎn)生該錯(cuò)誤的原因大都出于以下原因：

JVM內(nèi)存過小、程序不嚴(yán)密，產(chǎn)生了過多的垃圾。

導(dǎo)致OutOfMemoryError異常的常見原因有以下幾種：

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(dòng)參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過?。?/li>

此錯(cuò)誤常見的錯(cuò)誤提示：

• tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
• tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
• weblogic:Root cause of ServletException java.lang.OutOfMemoryError
• resin:java.lang.OutOfMemoryError
• java:java.lang.OutOfMemoryError
  

棧溢出(StackOverflowError)

棧溢出拋出java.lang.StackOverflowError錯(cuò)誤，出現(xiàn)此種情況是因?yàn)榉椒ㄟ\(yùn)行的時(shí)候棧的深度超過了虛擬機(jī)容許的最大深度所致。出現(xiàn)這種情況，一般情況下是程序錯(cuò)誤所致的，比如寫了一個(gè)死遞歸，就有可能造成此種情況。 下面我們通過一段代碼來模擬一下此種情況的內(nèi)存溢出。

import java.util.*; 
import java.lang.*; 
public class OOMTest{ 
  
 public void stackOverFlowMethod(){ 
   stackOverFlowMethod(); 
 } 
  
 public static void main(String... args){ 
   OOMTest oom = new OOMTest(); 
   oom.stackOverFlowMethod(); 
 } 
} 

運(yùn)行上面的代碼，會(huì)拋出如下的異常：

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError 
    at OOMTest.stackOverFlowMethod(OOMTest.java:6) 

堆溢出(OutOfMemoryError:java heap space)

堆內(nèi)存溢出的時(shí)候，虛擬機(jī)會(huì)拋出java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space,出現(xiàn)此種情況的時(shí)候，我們需要根據(jù)內(nèi)存溢出的時(shí)候產(chǎn)生的dump文件來具體分析（需要增加-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryErrorjvm啟動(dòng)參數(shù)）。出現(xiàn)此種問題的時(shí)候有可能是內(nèi)存泄露，也有可能是內(nèi)存溢出了。

如果內(nèi)存泄露，我們要找出泄露的對象是怎么被GC ROOT引用起來，然后通過引用鏈來具體分析泄露的原因。

如果出現(xiàn)了內(nèi)存溢出問題，這往往是程序本生需要的內(nèi)存大于了我們給虛擬機(jī)配置的內(nèi)存，這種情況下，我們可以采用調(diào)大-Xmx來解決這種問題。

下面我們通過如下的代碼來演示一下此種情況的溢出：

import java.util.*; 
import java.lang.*; 
public class OOMTest{ 
  
    public static void main(String... args){ 
        List<byte[]> buffer = new ArrayList<byte[]>(); 
        buffer.add(new byte[10*1024*1024]); 
    } 
  
} 

我們通過如下的命令運(yùn)行上面的代碼：

java -verbose:gc -Xmn10M -Xms20M -Xmx20M -XX:+PrintGC OOMTest

程序輸入如下的信息：

[GC 1180K->366K(19456K), 0.0037311 secs] 
[Full GC 366K->330K(19456K), 0.0098740 secs] 
[Full GC 330K->292K(19456K), 0.0090244 secs] 
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 
    at OOMTest.main(OOMTest.java:7) 

從運(yùn)行結(jié)果可以看出，JVM進(jìn)行了一次Minor gc和兩次的Major gc，從Major gc的輸出可以看出，gc以后old區(qū)使用率為134K，而字節(jié)數(shù)組為10M，加起來大于了old generation的空間，所以拋出了異常，如果調(diào)整-Xms21M,-Xmx21M,那么就不會(huì)觸發(fā)gc操作也不會(huì)出現(xiàn)異常了。

通過上面的實(shí)驗(yàn)其實(shí)也從側(cè)面驗(yàn)證了一個(gè)結(jié)論：當(dāng)對象大于新生代剩余內(nèi)存的時(shí)候，將直接放入老年代，當(dāng)老年代剩余內(nèi)存還是無法放下的時(shí)候，觸發(fā)垃圾收集，收集后還是不能放下就會(huì)拋出內(nèi)存溢出異常了

持久帶溢出(OutOfMemoryError: PermGen space)

我們知道Hotspot jvm通過持久帶實(shí)現(xiàn)了Java虛擬機(jī)規(guī)范中的方法區(qū)，而運(yùn)行時(shí)的常量池就是保存在方法區(qū)中的，因此持久帶溢出有可能是運(yùn)行時(shí)常量池溢出，也有可能是方法區(qū)中保存的class對象沒有被及時(shí)回收掉或者class信息占用的內(nèi)存超過了我們配置。當(dāng)持久帶溢出的時(shí)候拋出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space。
我在工作可能在如下幾種場景下出現(xiàn)此問題。

使用一些應(yīng)用服務(wù)器的熱部署的時(shí)候，我們就會(huì)遇到熱部署幾次以后發(fā)現(xiàn)內(nèi)存溢出了，這種情況就是因?yàn)槊看螣岵渴鸬暮?，原來的class沒有被卸載掉。

如果應(yīng)用程序本身比較大，涉及的類庫比較多，但是我們分配給持久帶的內(nèi)存（通過-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize來設(shè)置）比較小的時(shí)候也可能出現(xiàn)此種問題。

一些第三方框架，比如spring,hibernate都通過字節(jié)碼生成技術(shù)（比如CGLib）來實(shí)現(xiàn)一些增強(qiáng)的功能，這種情況可能需要更大的方法區(qū)來存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)生成的Class文件。

我們知道Java中字符串常量是放在常量池中的，String.intern()這個(gè)方法運(yùn)行的時(shí)候，會(huì)檢查常量池中是否存和本字符串相等的對象，如果存在直接返回對常量池中對象的引用，不存在的話，先把此字符串加入常量池，然后再返回字符串的引用。那么我們就可以通過String.intern方法來模擬一下運(yùn)行時(shí)常量區(qū)的溢出.下面我們通過如下的代碼來模擬此種情況：

import java.util.*; 
import java.lang.*; 
public class OOMTest{ 
  
    public static void main(String... args){ 
        List<String> list = new ArrayList<String>(); 
        while(true){ 
            list.add(UUID.randomUUID().toString().intern()); 
        } 
    } 
  
} 

我們通過如下的命令運(yùn)行上面代碼：

java -verbose:gc -Xmn5M -Xms10M -Xmx10M -XX:MaxPermSize=1M -XX:+PrintGC OOMTest

運(yùn)行后的輸入如下圖所示:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 
    at java.lang.String.intern(Native Method) 
    at OOMTest.main(OOMTest.java:8) 

通過上面的代碼，我們成功模擬了運(yùn)行時(shí)常量池溢出的情況，從輸出中的PermGen space可以看出確實(shí)是持久帶發(fā)生了溢出，這也驗(yàn)證了，我們前面說的Hotspot jvm通過持久帶來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)的說法。

OutOfMemoryError:unable to create native thread

最后我們在來看看java.lang.OutOfMemoryError:unable to create natvie thread這種錯(cuò)誤。 出現(xiàn)這種情況的時(shí)候，一般是下面兩種情況導(dǎo)致的：

程序創(chuàng)建的線程數(shù)超過了操作系統(tǒng)的限制。對于Linux系統(tǒng)，我們可以通過ulimit -u來查看此限制。

給虛擬機(jī)分配的內(nèi)存過大，導(dǎo)致創(chuàng)建線程的時(shí)候需要的native內(nèi)存太少。我們都知道操作系統(tǒng)對每個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存是有限制的，我們啟動(dòng)Jvm,相當(dāng)于啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程，假如我們一個(gè)進(jìn)程占用了4G的內(nèi)存，那么通過下面的公式計(jì)算出來的剩余內(nèi)存就是建立線程棧的時(shí)候可以用的內(nèi)存。 線程?？偪捎脙?nèi)存=4G-（-Xmx的值）- （-XX:MaxPermSize的值）- 程序計(jì)數(shù)器占用的內(nèi)存 通過上面的公式我們可以看出，-Xmx 和 MaxPermSize的值越大，那么留給線程棧可用的空間就越小，在-Xss參數(shù)配置的棧容量不變的情況下，可以創(chuàng)建的線程數(shù)也就越小。因此如果是因?yàn)檫@種情況導(dǎo)致的unable to create native thread,那么要么我們增大進(jìn)程所占用的總內(nèi)存，或者減少-Xmx或者-Xss來達(dá)到創(chuàng)建更多線程的目的。

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