組織架構
嚴格來說，StackOverflowError和OutOfMemoryError都屬於錯誤，而不是異常。
java.lang.StackOverflowError
1 public class StackOverflowErrorDemo { 2 public static void method(){ 3 method(); 4 } 5 public static void main(String[] args) { 6 method(); 7 } 8 }
在上例中，方法的深度調用，導致棧溢出。
java.lang.OutOfMemoryError
java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space
1 public class JavaHeapSpaceDemo { 2 private static List<String> list = new ArrayList<>(); 3 public static void main(String[] args) { 4 String str = ""; 5 while(true){ 6 str += str + new Random().nextInt(111111); 7 list.add(str); 8 } 9 } 10 }
Java堆用於存儲對象實例，不斷創建對象，保證這些對象到GC Roots有可達路徑，可以避免對象被垃圾回收，很快對象數量就會達到最大堆的容量限制，產生內存溢出異常。
java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded
jdk1.6新增的錯誤類型，GC回收時間過長時會拋出OOM。超過98%的時間用來做GC，但是隻回收了2%的堆內存，連續多次垃圾回收，只回收了不到2%的極端情況纔會拋出。
經過垃圾回收釋放的2%可用內存空間會快速的被填滿，迫使GC再次執行，出現頻繁的執行GC操作， 服務器會因爲頻繁的執行GC垃圾回收操作而達到100%的使用率，服務器運行變慢，應用系統會出現卡死現象，平常只需幾毫秒就可以執行的操作，現在需要更長時間，甚至是好幾分鐘纔可以完成。
如果不拋出GC overhead limit exceeded，GC會頻繁的執行，但是被佔用的內存，經過多次長時間的GC操作都無法回收，導致可用內存越來越少，俗稱內存泄露。
1 public class GCOverheadDemo { 2 public static void main(String[] args) { 3 int i =0; 4 List<String> list = new ArrayList<>(); 5 while (true){ 6 list.add(String.valueOf(++i).intern()); 7 } 8 } 9 }
String.intern()是一個Native方法，底層調用C++的 StringTable::intern方法實現。
當通過語句str.intern()調用intern()方法後，JVM 就會在當前類的常量池中查找是否存在與str等值的String，若存在則直接返回常量池中相應Strnig的引用；若不存在，則會在常量池中創建一個等值的String，然後返回這個String在常量池中的引用。
在此爲了快速產生這種異常，首先配置VM options爲【-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:MaxDirectMemorySize=5m】，再通過intern()循環創建字符串。從GC的打印日誌可以看出，雖然一直在JVM執行GC，但是回收沒有效果，最終拋出異常。
java.lang.OutOfMemoryError:Direct buffer memory
產生這種異常的原因是，寫NIO程序經常使用ByteBuffer來讀取或寫入，NIO是一種基於通道和緩衝區的IO方式，它可以使用本地函數庫直接分配堆外內存，通過存儲在Java堆中的DirectByteBuffer對象作爲這塊內存的引用進行操作，這樣可以在一些情況下顯著提升性能，它避免了在Java堆和Native堆中來回複製數據。
ByteBuffer有兩種分配內存的方式：
- allocate：分配JVM堆內存，屬於GC範疇，需要拷貝數據，速度慢。
- allocateDirect：分配OS本地內存，不屬於GC範疇，不需要內存拷貝，速度較快。
如果不斷分配本地內存，堆內存很少使用，JVM也就不需要GC，DirectByteBuffer對象就不會被回收，如果本地內存快被用完了，之後再分配本地內存就會拋出OOM。
java.lang.OutOfMemoryError:unable to create new native thread
高併發請求服務器的時候，經常會出現該異常，該異常與平臺有關，導致的原因是應用創建了太多線程，一個應用進程創建多個線程，超過系統承載的極限，服務器不允許創建這麼多線程，linux默認允許單個進程創建的線程數是1024個。如果超過允許的值，就會拋出異常。
解決的方法是減少創建線程的數量，儘可能少的創建線程。或者修改服務器配置，擴大限制的線程數量。
java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace
Java8之後元空間取代了永久代，元空間的本質和永久代類似，都是JVM規範中方法區的實現，其區別在於元空間不虛擬機中，而是在本地內存中，默認情況下，元空間大小僅受內存限制。主要存放：虛擬機加載的類信息、常量池、靜態變量、即時編譯後的代碼。
解決的方法是通過配置-XX:MaxMetaspaceSize=512m參數，增大Metaspace的空間。
還可以直接去掉 Metaspace 的大小限制。 但是，如果不限制Metaspace內存的大小，當物理內存過載的時候，有可能會引起內存交換，嚴重拖累系統性能。此外，還可能造成native內存分配失敗等問題。