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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