Java虚拟机运行时数据区
在Java虚拟机规范的描述中,除了程序计数器之外,虚拟机内存的其他几个运行时区域都会发生OutOfMemory异常的可能。
我们可以在IDE(如IDEA)中设置虚拟机启动参数
1.Java堆溢出:
Java堆用于存储对象的实例,只要不断的创建对象,并且保证GC Roots到这些对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制来清除这些对象,那么在对象数量到达最大堆容量限制后就会产生内存溢出。
以下代码限制Java堆的大小是20MB,不可扩展(将堆的最小值-Xms参数与最大值-Xmx参数设置为一样就可以避免堆自动扩展)。
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(HeapDump)快照以便事后进行分析。
/** * -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError * @author winner_0715 * */ public class HeapOOM { static class OOMObject{ } public static void main(String[] args) { List<OOMObject> list = new ArrayList<HeapOOM.OOMObject>(); while(true){ list.add(new OOMObject()); } } }
运行结果:
[GC (Allocation Failure) 5632K->3729K(19968K), 0.0114129 secs] [GC (Allocation Failure) 9331K->8336K(19968K), 0.0131682 secs] [Full GC (Ergonomics) 17133K->12919K(19968K), 0.2923796 secs] [Full GC (Ergonomics) 16603K->16465K(19968K), 0.3532636 secs] [Full GC (Allocation Failure) 16465K->16436K(19968K), 0.1583022 secs]
//以上输出为-verbose:gc控制 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space Dumping heap to java_pid5336.hprof ... Heap dump file created [28313887 bytes in 0.138 secs] Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210) at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181) at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:261) at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:235) at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:227) at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:458) at HeapOOM.main(HeapOOM.java:16) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)
Java堆内存的OOM异常是实际应用中常见的内存溢出异常情况。当出现Java堆内存溢出时,异常堆栈信息java.lang.OutOfMemoryError会跟着进一步提示Java heap space。
要解决这个区域的异常,一般的手段是先通过内存映像分析工具对Dump出来的堆转储快照文件进行分析,重点是确认内存中的对象是否是必要的,也就是要先分清楚是出现了内存泄漏(Memory Leak)还是内存溢出(Memory Overflow).
如果是内存泄漏,可以进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链,于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Roots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们。掌握了泄漏对象的类型信息以及GC Roots引用链信息,就可以比较准确的定位出泄漏代码的位置。如果不存在泄漏,换句话说,就是内存中的对象确实都还必须活着,那就应当检查虚拟机堆参数(-Xms与-Xmx),与物理内存对比看是不是还可以调大
当然,发生Java堆溢出并不总是内存泄露导致的,还有可能是分配的堆内存确实太小了。
我就遇到过这种情况,吓坏了,以为是代码问题。哈哈
这种情况下,内存中的对象确实还都必须存活着,此时应该检查虚拟机的堆参数(-Xms和-Xmx),与物理机器内存相比看是否还可以增大
2.虚拟机栈和本地方法栈溢出
在HotSpot虚拟机中是不区分虚拟机栈和本地方法栈的,栈容量只是由-Xss参数设定。
关于虚拟机栈和本地方法栈,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java.lang.StackOverflowError异常。
2.如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间,则抛出OutOfMemoryError异常。
/** * VM args: -Xss160k 栈内存的容量 * */ public class JavaVMStackSOF { private int stackLength = 1; public void stackLeak() { stackLength++; stackLeak();//递归 } public static void main(String[] args) throws Throwable { JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF(); try { oom.stackLeak(); } catch (Throwable e) { System.out.println("statck length:"+oom.stackLength); throw e; } } }
statck length:3790
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
递归不断请求栈内存(方法栈),使用-Xss设置的栈内存的容量较小,所以抛出StackOverflowError异常。
3.方法区溢出
方法区用于存放Class的相关信息,如:类名,访问修饰符,常量池,字段描述,方法描述等。对于这个区域的测试,基本思路是运行时产生大量的类去填满方法区,直到溢出。虽然直接使用Java SE API也可以动态产生类(如反射时的GeneratedConstructorAccessor和动态代理等),但在本次试验使用CGLIB直接操作字节码运行时生成大量的动态类。生成的class类加载进内存之后放在方法区中。
import java.lang.reflect.Method; import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; /** * VM args -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M * */ public class JavaMethodAreaOOM { public static void main(String[] args) { while (true) { Enhancer enhancer = new Enhancer(); enhancer.setSuperclass(OOM.class); enhancer.setUseCache(false); enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() { public Object intercept(Object obj, Method arg1, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable { // TODO Auto-generated method stub return proxy.invokeSuper(obj, args); } } ); OOM oom = (OOM) enhancer.create(); oom.sayHello("Kevin LUAN"); } } static class OOM { public String sayHello(String str) { return "HI " + str; } } }
jdk6运行结果:
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
jdk7的运行结果:
java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"
侧面反映了一个问题:
JDK1.7开始逐步"去永久代"的事情。