浅谈JVM内存溢出原因和解决思路

栈溢出(虚拟机栈和本地方法栈)

产生原因

  • 在HotSpot中,只能由-Xss参数来设定。因为在HotSpot中不区分虚拟机栈和本地方法栈的。
  • 栈溢出时会出现两种异常:StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常。
    • StackOverflowError异常因为线程请求的栈深度大于虚拟机允许的最大深度。
    • OutOfMemoryError异常发生在虚拟机栈内存允许动态扩展的情况下,当扩展栈容量无法申请到足够的内存时。
  • 因为HotSpot是不支持扩展的,所在除非在线程创建时申请内存无法满足时,才会出现OutOfMemoryError,其余都是产生StackOverflowError异常。
  • 结论:给每个线程的栈分配内存不是越大越好。可以这么理解,比如总的内存是2G,如果一个线程就占了1.5G,那就。。。。

解决思路

出现 StackOverflowError异常时,会有明确错误堆栈可供分析,相对而言比较容易定位到问题所在。

如果使用Hotspot虚拟机默认参数,栈深度在大多数情况下(因为每个方法压人栈的帧大小并不是一样的,所以只能说大多数情况下)到达1000~2000 是完全没有问题,对于正常的方法调用(包括不能做尾递归优化的递归调用),这个深度应该完全够用了。但是,如果是建立过多线程导致的内存滥出,在不能减少线程数量或者更换 64 位虚拟机的情况下,就只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线程。

堆溢出

产生原因

当不断的创建对象并避免垃圾回收时,总容量触及最大堆容量时,就会产生溢出。
运行代码:设置vm参数-Xms10m -Xmx10m

public class HeapTest {
    static class OOMObj{

    }
    /**
     * vm arg -Xms10m -Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
     */

    public static void main(String[] args) {
        List<OOMObj> oomObjList = new ArrayList<OOMObj>();
        while (true){
            oomObjList.add(new OOMObj());
        }
    }
}

结果:

解决思路

首先通过内存映像分析工具确认是内存泄漏还是内存溢出。

  1. 如果是内存泄漏,说明导致OOM的对象不是必要的。进一步通过工具查看GC Roots引用链。一般可以比较精确的定位。
  2. 如果是内存溢出,对象是必须存活的,那就检查虚拟机的堆参数-Xms、-Xmx设置,对比机器内存,看是否还有上调的空间。再从代码上检查对象生命周期、持有状态时间、存储结构是否有设计不合理等情况。

方法区和运行时常量池溢出

产生原因

一个类要被垃圾收集器回收,条件是比较苛刻的。在经常运行时生成大量动态类的应用场景里,就应该特别关注了。

解决思路

HotSpot在JDK8中已经完全使用元空间代替永久带。Hotspot提供了一些参数作为元空间的防御措施,主要包括:

  1. XX:MaxMetaspacesize:设置元空间最大值,默认是-1,即不限制,或者说只受限于本地内存大小。
  2. -XX:Metaspacesize :指定元空间的初始空间大小,以宇节为单位,达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载,同时收集器会对该值进行调整:如果释放了大量的空间,就适当降低该值;如果释放了很少的空间,那么在不超过-XX:MaxMetaspaceSize(如果设置了的话)的情况下,适当提高该值。
  3. -XX:MinMetaspace Free Ratio:作用是在垃圾收集之后控制最小的元空间剩余容量的百分比,可减少因为元空间不足导致的垃圾收集的频率。类似的还有-xx:Max-MetaspaceFreeRatio,用于控制最大的元空间剩余容量的百分比。

本机直接内存溢出

产生原因

在直接或间接使用了ByteBuffer中的allocateDirect方法的时候,而不做clear的时候就会出现类似的问题。明显的特征是在Heap Dump文件中不会看到明显的异常情况。

解决思路

设置参数: -XX:MaxDirectMemorySize

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