堆溢出、棧溢出、永久代溢出、直接內存溢出
- 棧溢出(StackOverflowError)
- 堆溢出(OutOfMemoryError:Java heap space)
- 永久代溢出(OutOfMemoryError: PermGen space)
- 直接內存溢出
一、堆溢出
創建對象時如果沒有可以分配的堆內存，JVM就會拋出OutOfMemoryError:java heap space異常。
堆溢出實例：
/**
* VM Args: -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
*/
public static void main(String[] args) {
List<byte[]> list = new ArrayList<>();
int i=0;
while(true){
list.add(new byte[5*1024*1024]);
System.out.println("分配次數："+(++i));
}
}
運行結果：
分配次數：1
分配次數：2
分配次數：3
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid2464.hprof ...
Heap dump file created [16991068 bytes in 0.047 secs]
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at com.ghs.test.OOMTest.main(OOMTest.java:16)
附：dump文件會在項目的根目錄下生成
從上面的例子我們可以看出，在進行第4次內存分配時，發生了內存溢出。
二、棧溢出
棧空間不足時，需要分下面兩種情況處理：
線程請求的棧深度大於虛擬機所允許的最大深度，將拋出StackOverflowError
虛擬機在擴展棧深度時無法申請到足夠的內存空間，將拋出OutOfMemberError
附：當前大部分的虛擬機棧都是可動態擴展的。
1、棧空間不足——StackOverflowError實例
public class StackSOFTest {
int depth = 0;
public void sofMethod(){
depth ++ ;
sofMethod();
}
public static void main(String[] args) {
StackSOFTest test = null;
try {
test = new StackSOFTest();
test.sofMethod();
} finally {
System.out.println("遞歸次數："+test.depth);
}
}
}
執行結果:
遞歸次數：982
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at com.ghs.test.StackSOFTest.sofMethod(StackSOFTest.java:8)
at com.ghs.test.StackSOFTest.sofMethod(StackSOFTest.java:9)
at com.ghs.test.StackSOFTest.sofMethod(StackSOFTest.java:9)
……後續堆棧信息省略
2、棧空間不足——OutOfMemberError實例
單線程情況下，不論是棧幀太大還是虛擬機棧容量太小，都會拋出StackOverflowError，導致單線程情境下模擬棧內存溢出不是很容易，不過通過不斷的建立線程倒是可以產生內存溢出異常。
public class StackOOMTest {
public static void main(String[] args) {
StackOOMTest test = new StackOOMTest();
test.oomMethod();
}
public void oomMethod(){
while(true){
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
loopMethod();
}
}).start();;
}
}
private void loopMethod(){
while(true){
}
}
}
運行結果：
……操作系統直接掛掉了
三、永久代溢出
永久代溢出可以分爲兩種情況，第一種是常量池溢出，第二種是方法區溢出。
1、永久代溢出——常量池溢出
要模擬常量池溢出，可以使用String對象的intern()方法。如果常量池包含一個此String對象的字符串，就返回代表這個字符串的String對象，否則將String對象包含的字符串添加到常量池中。
public class ConstantPoolOOMTest {
/**
* VM Args:-XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
int i=1;
try {
while(true){
list.add(UUID.randomUUID().toString().intern());
i++;
}
} finally {
System.out.println("運行次數："+i);
}
}
}
運行結果:
……比較尷尬的是，通過intern，始終無法模擬出常量池溢出，我的猜想是JDK7對常量池做了優化。
如果哪位大神成功模擬出來了，還望指點一二。
找了好久，終於弄清楚了使用string.intern()方法無法模擬常量池溢出的原因。
因爲在JDK1.7中，當常量池中沒有該字符串時，JDK7的intern()方法的實現不再是在常量池中創建與此String內容相同的字符串，而改爲在常量池中記錄Java Heap中首次出現的該字符串的引用，並返回該引用。
簡單來說，就是對象實際存儲在堆上面，所以，讓上面的代碼一直執行下去，最終會產生堆內存溢出。
下面我將堆內存設置爲：-Xms5m -Xmx5m，執行上面的代碼，運行結果如下：
運行次數：58162
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.lang.Long.toUnsignedString(Unknown Source)
at java.lang.Long.toHexString(Unknown Source)
at java.util.UUID.digits(Unknown Source)
at java.util.UUID.toString(Unknown Source)
at com.ghs.test.ConstantPoolOOMTest.main(ConstantPoolOOMTest.java:18)
2、永久代溢出——方法區溢出
方法區存放Class的相關信息，下面藉助CGLib直接操作字節碼，生成大量的動態類。
public class MethodAreaOOMTest {
public static void main(String[] args) {
int i=0;
try {
while(true){
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
return proxy.invokeSuper(obj, args);
}
});
enhancer.create();
i++;
}
} finally{
System.out.println("運行次數："+i);
}
}
static class OOMObject{
}
}
運行結果:
運行次數：56
Exception in thread "main"
Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"
四、直接內存溢出
DirectMemory可以通過-XX:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，默認與Java堆的最大值(-Xmx指定)一樣。
NIO會使用到直接內存，你可以通過NIO來模擬，在下面的例子中，跳過NIO，直接使用UnSafe來分配直接內存。
public class DirectMemoryOOMTest {
/**
* VM Args:-Xms20m -Xmx20m -XX：MaxDirectMemorySize=10m
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
int i=0;
try {
Field field = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
field.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
while(true){
unsafe.allocateMemory(1024*1024);
i++;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("分配次數："+i);
}
}
}
運行結果：
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
at com.ghs.test.DirectMemoryOOMTest.main(DirectMemoryOOMTest.java:20)
分配次數：27953
總結：
棧內存溢出：程序所要求的棧深度過大。
堆內存溢出： 分清內存泄露還是 內存容量不足。泄露則看對象如何被 GC Root 引用，不足則通過調大-Xms，-Xmx參數。
永久代溢出：Class對象未被釋放，Class對象佔用信息過多，有過多的Class對象。
直接內存溢出：系統哪些地方會使用直接內存。