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)定性的關鍵問題。了解其原理和應對方法,對開發(fā)者至關重要。
一、Java 堆溢出
原理
Java 堆用于存儲對象實例。不斷創(chuàng)建對象,且阻止垃圾回收器回收,對象數(shù)量超出堆容量時,就會引發(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 )分析堆轉儲快照。
- 區(qū)分內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出:若存在無用對象長期占用內(nèi)存,是內(nèi)存泄漏;若對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、虛擬機棧和本地方法棧溢出
原理
- 線程請求棧深度超虛擬機允許值,拋出
StackOverflowError
。 - 虛擬機棧若支持動態(tài)擴展,擴展時內(nèi)存申請失敗,拋出
OutOfMemoryError
(HotSpot 不支持棧動態(tài)擴展 )。
示例代碼
測試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; } } }
測試大量線程導致內(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,可根據(jù)錯誤堆棧分析遞歸調(diào)用等問題代碼。 - 對于大量線程導致的內(nèi)存溢出,可減少線程數(shù)量、調(diào)整棧內(nèi)存大?。?Xss ),或升級 64 位虛擬機以獲取更多內(nèi)存。
三、方法區(qū)和運行時常量池溢出
原理
- 方法區(qū)存儲類信息、常量池等。運行時動態(tài)生成大量類(如使用 CGLib ),會耗盡方法區(qū)空間。
- 運行時常量池是方法區(qū)一部分,字符串操作(如
String.intern()
)不當,可能導致常量池溢出。
示例代碼
方法區(qū)溢出測試(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(); } } }
運行時常量池溢出測試(String.intern()
)
// JDK 6 運行:-XX:PermSize=6M -XX:MaxPermSize=6M // JDK 7及以上運行:-Xmx6M public class RuntimeConstantPoolOOM { public static void main(String[] args) { String str1 = new StringBuilder("計算機").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,調(diào)整方法區(qū)相關參數(shù)(如 JDK 8 前的 - XX:PermSize 和 - XX:MaxPermSize ,JDK 8 及以后的 - XX:MetaspaceSize 等 ),優(yōu)化代碼減少動態(tài)類生成。
- 針對常量池溢出,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
- 合理設置
-XX:MaxDirectMemorySize
參數(shù)。 - 排查代碼中直接內(nèi)存分配操作,如 NIO 相關代碼,確保內(nèi)存分配合理。
ld.get(null); while (true) { unsafe.allocateMemory(_1MB); } } }
解決思路
- 合理設置`-XX:MaxDirectMemorySize` 參數(shù)。
- 排查代碼中直接內(nèi)存分配操作,如 NIO 相關代碼,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)定運行。
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