內(nèi)存溢出

JVM運(yùn)行時首先需要類加載器（classLoader）加載所需類的字節(jié)碼文件。加載完畢交由執(zhí)行引擎執(zhí)行，在執(zhí)行過程中需要一段空間來存儲數(shù)據(jù)（類比CPU與主存）。這段內(nèi)存空間的分配和釋放過程正是我們需要關(guān)心的運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)。內(nèi)存溢出的情況就是從類加載器加載的時候開始出現(xiàn)的，內(nèi)存溢出分為兩大類：OutOfMemoryError和StackOverflowError。以下舉出10個內(nèi)存溢出的情況，并通過實(shí)例代碼的方式講解了是如何出現(xiàn)內(nèi)存溢出的。

java堆內(nèi)存溢出

當(dāng)出現(xiàn)java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space異常時，就是堆內(nèi)存溢出了。
問題描述
設(shè)置的jvm內(nèi)存太小，對象所需內(nèi)存太大，創(chuàng)建對象時分配空間，就會拋出這個異常。
流量/數(shù)據(jù)峰值，應(yīng)用程序自身的處理存在一定的限額，比如一定數(shù)量的用戶或一定數(shù)量的數(shù)據(jù)。而當(dāng)用戶數(shù)量或數(shù)據(jù)量突然激增并超過預(yù)期的閾值時，那么就會峰值停止前正常運(yùn)行的操作將停止并觸發(fā)java . lang.OutOfMemoryError:Java堆空間錯誤
解決方法
首先，如果代碼沒有什么問題的情況下，可以適當(dāng)調(diào)整-Xms和-Xmx兩個jvm參數(shù)，使用壓力測試來調(diào)整這兩個參數(shù)達(dá)到最優(yōu)值。
其次，盡量避免大的對象的申請，像文件上傳，大批量從數(shù)據(jù)庫中獲取，這是需要避免的，盡量分塊或者分批處理，有助于系統(tǒng)的正常穩(wěn)定的執(zhí)行。
最后，盡量提高一次請求的執(zhí)行速度，垃圾回收越早越好，否則，大量的并發(fā)來了的時候，再來新的請求就無法分配內(nèi)存了，就容易造成系統(tǒng)的雪崩。

java堆內(nèi)存泄漏

問題描述
Java中的內(nèi)存泄漏是一些對象不再被應(yīng)用程序使用但垃圾收集無法識別的情況。因此，這些未使用的對象仍然在Java堆空間中無限期地存在。不停的堆積最終會觸發(fā)java . lang.OutOfMemoryError。

垃圾回收超時內(nèi)存溢出

問題描述
當(dāng)應(yīng)用程序耗盡所有可用內(nèi)存時，GC開銷限制超過了錯誤，而GC多次未能清除它，這時便會引發(fā)java.lang.OutOfMemoryError。當(dāng)JVM花費(fèi)大量的時間執(zhí)行GC，而收效甚微，而一旦整個GC的過程超過限制便會觸發(fā)錯誤(默認(rèn)的jvm配置GC的時間超過98%，回收堆內(nèi)存低于2%)
解決方法
要減少對象生命周期，盡量能快速的進(jìn)行垃圾回收。

Metaspace內(nèi)存溢出

問題描述
元空間的溢出，系統(tǒng)會拋出java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace。出現(xiàn)這個異常的問題的原因是系統(tǒng)的代碼非常多或引用的第三方包非常多或者通過動態(tài)代碼生成類加載等方法，導(dǎo)致元空間的內(nèi)存占用很大。
.解決辦法
默認(rèn)情況下，元空間的大小僅受本地內(nèi)存限制。但是為了整機(jī)的性能，盡量還是要對該項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，以免造成整機(jī)的服務(wù)停機(jī)。
1）優(yōu)化參數(shù)配置，避免影響其他JVM進(jìn)程
-XX:MetaspaceSize，初始空間大小，達(dá)到該值就會觸發(fā)垃圾收集進(jìn)行類型卸載，同時GC會對該值進(jìn)行調(diào)整：如果釋放了大量的空間，就適當(dāng)降低該值；如果釋放了很少的空間，那么在不超過MaxMetaspaceSize時，適當(dāng)提高該值。
-XX:MaxMetaspaceSize，最大空間，默認(rèn)是沒有限制的。
除了上面兩個指定大小的選項(xiàng)以外，還有兩個與 GC 相關(guān)的屬性：
-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空間容量的百分比，減少為分配空間所導(dǎo)致的垃圾收集 。
-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空間容量的百分比，減少為釋放空間所導(dǎo)致的垃圾收集。
2）慎重引用第三方包
對第三方包，一定要慎重選擇，不需要的包就去掉。這樣既有助于提高編譯打包的速度，也有助于提高遠(yuǎn)程部署的速度。
3）關(guān)注動態(tài)生成類的框架
對于使用大量動態(tài)生成類的框架，要做好壓力測試，驗(yàn)證動態(tài)生成的類是否超出內(nèi)存的需求會拋出異常。

直接內(nèi)存內(nèi)存溢出

問題描述
在使用ByteBuffer中的allocateDirect()的時候會用到，很多javaNIO(像netty)的框架中被封裝為其他的方法，出現(xiàn)該問題時會拋出java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory異常。
如果你在直接或間接使用了ByteBuffer中的allocateDirect方法的時候，而不做clear的時候就會出現(xiàn)類似的問題。

棧內(nèi)存溢出

問題描述
當(dāng)一個線程執(zhí)行一個Java方法時，JVM將創(chuàng)建一個新的棧幀并且把它push到棧頂。此時新的棧幀就變成了當(dāng)前棧幀，方法執(zhí)行時，使用棧幀來存儲參數(shù)、局部變量、中間指令以及其他數(shù)據(jù)。
當(dāng)一個方法遞歸調(diào)用自己時，新的方法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(也可以理解為新的棧幀)將會被push到棧頂，方法每次調(diào)用自己時，會拷貝一份當(dāng)前方法的數(shù)據(jù)并push到棧中。因此，遞歸的每層調(diào)用都需要創(chuàng)建一個新的棧幀。這樣的結(jié)果是，棧中越來越多的內(nèi)存將隨著遞歸調(diào)用而被消耗，如果遞歸調(diào)用自己一百萬次，那么將會產(chǎn)生一百萬個棧幀。這樣就會造成棧的內(nèi)存溢出。
解決辦法
如果程序中確實(shí)有遞歸調(diào)用，出現(xiàn)棧溢出時，可以調(diào)高-Xss大小，就可以解決棧內(nèi)存溢出的問題了。遞歸調(diào)用防止形成死循環(huán)，否則就會出現(xiàn)棧內(nèi)存溢出。

創(chuàng)建本地線程內(nèi)存溢出

問題描述
線程基本只占用heap以外的內(nèi)存區(qū)域，也就是這個錯誤說明除了heap以外的區(qū)域，無法為線程分配一塊內(nèi)存區(qū)域了，這個要么是內(nèi)存本身就不夠，要么heap的空間設(shè)置得太大了，導(dǎo)致了剩余的內(nèi)存已經(jīng)不多了，而由于線程本身要占用內(nèi)存，所以就不夠用了。
解決方法
首先檢查操作系統(tǒng)是否有線程數(shù)的限制，使用shell也無法創(chuàng)建線程，如果是這個問題就需要調(diào)整系統(tǒng)的最大可支持的文件數(shù)。
日常開發(fā)中盡量保證線程最大數(shù)的可控制的，不要隨意使用線程池。不能無限制的增長下去。

超出交換區(qū)內(nèi)存溢出

問題描述
在Java應(yīng)用程序啟動過程中，可以通過-Xmx和其他類似的啟動參數(shù)限制指定的所需的內(nèi)存。而當(dāng)JVM所請求的總內(nèi)存大于可用物理內(nèi)存的情況下，操作系統(tǒng)開始將內(nèi)容從內(nèi)存轉(zhuǎn)換為硬盤。
一般來說JVM會拋出Out of swap space錯誤，代表應(yīng)用程序向JVM native heap請求分配內(nèi)存失敗并且native heap也即將耗盡時，錯誤消息中包含分配失敗的大?。ㄒ宰止?jié)為單位）和請求失敗的原因。
解決辦法
增加系統(tǒng)交換區(qū)的大小，我個人認(rèn)為，如果使用了交換區(qū)，性能會大大降低，不建議采用這種方式，生產(chǎn)環(huán)境盡量避免最大內(nèi)存超過系統(tǒng)的物理內(nèi)存。其次，去掉系統(tǒng)交換區(qū)，只使用系統(tǒng)的內(nèi)存，保證應(yīng)用的性能。

數(shù)組超限內(nèi)存溢出

問題描述
有的時候會碰到這種內(nèi)存溢出的描述Requested array size exceeds VM limit，一般來說java對應(yīng)用程序所能分配數(shù)組最大大小是有限制的，只不過不同的平臺限制有所不同，但通常在1到21億個元素之間。當(dāng)Requested array size exceeds VM limit錯誤出現(xiàn)時，意味著應(yīng)用程序試圖分配大于Java虛擬機(jī)可以支持的數(shù)組。JVM在為數(shù)組分配內(nèi)存之前，會執(zhí)行特定平臺的檢查：分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否在此平臺是可尋址的。
解決方法
因此數(shù)組長度要在平臺允許的長度范圍之內(nèi)。不過這個錯誤一般少見的，主要是由于Java數(shù)組的索引是int類型。 Java中的最大正整數(shù)為2 ^ 31 - 1 = 2,147,483,647。 并且平臺特定的限制可以非常接近這個數(shù)字，例如：我的環(huán)境上(64位macOS，運(yùn)行Jdk1.8)可以初始化數(shù)組的長度高達(dá)2,147,483,645（Integer.MAX_VALUE-2）。若是在將數(shù)組的長度再增加1達(dá)到nteger.MAX_VALUE-1會出現(xiàn)的OutOfMemoryError。

系統(tǒng)殺死進(jìn)程內(nèi)存溢出

問題概述
在描述該問題之前，先熟悉一點(diǎn)操作系統(tǒng)的知識：操作系統(tǒng)是建立在進(jìn)程的概念之上，這些進(jìn)程在內(nèi)核中作業(yè)，其中有一個非常特殊的進(jìn)程，稱為“內(nèi)存殺手（Out of memory killer）”。當(dāng)內(nèi)核檢測到系統(tǒng)內(nèi)存不足時，OOM killer被激活，檢查當(dāng)前誰占用內(nèi)存最多然后將該進(jìn)程殺掉。
一般Out of memory:Kill process or sacrifice child錯會在當(dāng)可用虛擬虛擬內(nèi)存(包括交換空間)消耗到讓整個操作系統(tǒng)面臨風(fēng)險時，會被觸發(fā)。在這種情況下，OOM Killer會選擇“流氓進(jìn)程”并殺死它。
雖然增加交換空間的方式可以緩解Java heap space異常，還是建議最好的方案就是升級系統(tǒng)內(nèi)存，讓java應(yīng)用有足夠的內(nèi)存可用，就不會出現(xiàn)這種問題。

總結(jié)

通過以上的10種出現(xiàn)內(nèi)存溢出情況，大家在實(shí)際碰到問題時也就會知道怎么解決了，在實(shí)際編碼中也要記得：
1.第三方j(luò)ar包要慎重引入，堅(jiān)決去掉沒有用的jar包，提高編譯的速度和系統(tǒng)的占用內(nèi)存。
2.對于大的對象或者大量的內(nèi)存申請，要進(jìn)行優(yōu)化，大的對象要分片處理，提高處理性能，減少對象生命周期。
3.盡量固定線程的數(shù)量，保證線程占用內(nèi)存可控，同時需要大量線程時，要優(yōu)化好操作系統(tǒng)的最大可打開的連接數(shù)。
4.對于遞歸調(diào)用，也要控制好遞歸的層級，不要太高，超過棧的深度。
5.分配給棧的內(nèi)存并不是越大越好，因?yàn)闂?nèi)存越大，線程多，留給堆的空間就不多了，容易拋出OOM。JVM的默認(rèn)參數(shù)一般情況沒有問題（包括遞歸）。

到此這篇關(guān)于淺談JVM內(nèi)存溢出的幾種方式與解決方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JVM內(nèi)存溢出內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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