JAVA 聚焦 OutOfMemoryError 異常問題記錄
在 Java 開發(fā)中,內(nèi)存溢出異常是影響程序穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題。了解其原理和應(yīng)對(duì)方法,對(duì)開發(fā)者至關(guān)重要。
一、Java 堆溢出
原理
Java 堆用于存儲(chǔ)對(duì)象實(shí)例。不斷創(chuàng)建對(duì)象,且阻止垃圾回收器回收,對(duì)象數(shù)量超出堆容量時(shí),就會(huì)引發(fā)堆溢出。
示例代碼
// VM Args: -Xmx20m -Xms20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError public class HeapOOM { static class OOMObject {} public static void main(String[] args) { List<OOMObject> list = new ArrayList<>(); while (true) { list.add(new OOMObject()); } } }
解決思路
- 利用內(nèi)存映像分析工具(如 Eclipse Memory Analyzer )分析堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照。
- 區(qū)分內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出:若存在無用對(duì)象長(zhǎng)期占用內(nèi)存,是內(nèi)存泄漏;若對(duì)象都有用但堆空間不足,可調(diào)整堆參數(shù)(-Xmx 與 - Xms ),并優(yōu)化代碼減少內(nèi)存占用。
二、虛擬機(jī)棧和本地方法棧溢出
原理
- 線程請(qǐng)求棧深度超虛擬機(jī)允許值,拋出
StackOverflowError
。 - 虛擬機(jī)棧若支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)展,擴(kuò)展時(shí)內(nèi)存申請(qǐng)失敗,拋出
OutOfMemoryError
(HotSpot 不支持棧動(dòng)態(tài)擴(kuò)展 )。
示例代碼
測(cè)試StackOverflowError
// VM Args: -Xss128k 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 (Exception e) { System.out.println("stack length:" + oom.stackLength); throw e; } } }
測(cè)試大量線程導(dǎo)致內(nèi)存溢出
// VM Args: -Xss2M public class JavaVMStackOOM { private void dontStop() { while (true) {} } public void stackLeakByThread() { while (true) { Thread thread = new Thread(() -> dontStop()); thread.start(); } } public static void main(String[] args) throws Throwable { JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM(); oom.stackLeakByThread(); } }
解決思路
- 出現(xiàn)
StackOverflowError
時(shí),可根據(jù)錯(cuò)誤堆棧分析遞歸調(diào)用等問題代碼。 - 對(duì)于大量線程導(dǎo)致的內(nèi)存溢出,可減少線程數(shù)量、調(diào)整棧內(nèi)存大?。?Xss ),或升級(jí) 64 位虛擬機(jī)以獲取更多內(nèi)存。
三、方法區(qū)和運(yùn)行時(shí)常量池溢出
原理
- 方法區(qū)存儲(chǔ)類信息、常量池等。運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)生成大量類(如使用 CGLib ),會(huì)耗盡方法區(qū)空間。
- 運(yùn)行時(shí)常量池是方法區(qū)一部分,字符串操作(如
String.intern()
)不當(dāng),可能導(dǎo)致常量池溢出。
示例代碼
方法區(qū)溢出測(cè)試(借助 CGLib )
// VM Args: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; public class JavaMethodAreaOOM { static class OOMObject {} public static void main(String[] args) { while (true) { Enhancer enhancer = new Enhancer(); enhancer.setSuperclass(OOMObject.class); enhancer.setUseCache(false); enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() { @Override public Object intercept(Object obj, java.lang.reflect.Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable { return proxy.invokeSuper(obj, args); } }); enhancer.create(); } } }
運(yùn)行時(shí)常量池溢出測(cè)試(String.intern()
)
// JDK 6 運(yùn)行:-XX:PermSize=6M -XX:MaxPermSize=6M // JDK 7及以上運(yùn)行:-Xmx6M public class RuntimeConstantPoolOOM { public static void main(String[] args) { String str1 = new StringBuilder("計(jì)算機(jī)").append("軟件").toString(); System.out.println(str1.intern() == str1); String str2 = new StringBuilder("ja").append("va").toString(); System.out.println(str2.intern() == str2); } }
解決思路
- 方法區(qū)溢出時(shí),調(diào)整方法區(qū)相關(guān)參數(shù)(如 JDK 8 前的 - XX:PermSize 和 - XX:MaxPermSize ,JDK 8 及以后的 - XX:MetaspaceSize 等 ),優(yōu)化代碼減少動(dòng)態(tài)類生成。
- 針對(duì)常量池溢出,合理使用
String.intern()
方法,避免無意義的字符串入池操作。
四、直接內(nèi)存溢出
原理
直接內(nèi)存容量由-XX:MaxDirectMemorySize
參數(shù)控制,默認(rèn)與 Java 堆最大值相同。直接或間接使用DirectByteBuffer
、Unsafe
等分配內(nèi)存超出限制,會(huì)引發(fā)溢出。
示例代碼
// VM Args: -Xmx20M -XX:MaxDirectMemorySize=10M 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); } } }
解決思路
- 合理設(shè)置
-XX:MaxDirectMemorySize
參數(shù)。 - 排查代碼中直接內(nèi)存分配操作,如 NIO 相關(guān)代碼,確保內(nèi)存分配合理。
ld.get(null); while (true) { unsafe.allocateMemory(_1MB); } } }
解決思路
- 合理設(shè)置`-XX:MaxDirectMemorySize` 參數(shù)。
- 排查代碼中直接內(nèi)存分配操作,如 NIO 相關(guān)代碼,確保內(nèi)存分配合理。
通過深入理解 Java 內(nèi)存溢出異常原理,結(jié)合具體代碼示例和解決思路,開發(fā)者能更好地定位和解決內(nèi)存問題,保障 Java 程序穩(wěn)定運(yùn)行。
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