Java JVM 内存溢出-OutOfMemoryError

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前言

实际代码执行过程中经常遇到 OOM 相关异常，本篇内容总结各种 OOM 相关联内存区域。方便定位是哪一块内存区域的问题，然后进行参数调优。

实际生产过程中我们可以使用 dump 文件进行分析，或者使用一些可视化故障处理工具

OutOfMemoryError 相关异常

一般情况下，OutOfMemoryError 异常后会跟随「Java heap space」描述。具体的异常定位还需要参考调用链「at …」部分来定位。

Java 堆内存溢出

可通过 -Xms20m -Xmx20m 设置堆大小。

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at io.gourd.java.jvm.oom.HeapOOM$OomObj.<init>(HeapOOM.java:19)
	at io.gourd.java.jvm.oom.HeapOOM.main(HeapOOM.java:27)

字符串常量池溢出

自 JDK 7 起，原本存放在永久代的字符串常量池被移至 Java 堆之中，所以在 JDK 7 及以上版本，限制方法区的容量对该测试用例来说是毫无意义的。

永久代和元空间只是《Java 虚拟机规范》方法区规范的实现，如果还在纠结这些概念可参考我 jvm 专栏的《运行时内存数据区域》内容

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.HashMap.resize(HashMap.java:704)
    at java.util.HashMap.putVal(HashMap.java:663)

// 或者

Exception in thread 「main」 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 
    at java.base/java.lang.Integer.toString（Integer.java:440） 
    at java.base/java.lang.String.valueOf（String.java:3058）

方法区出现内存溢出

当前的很多主流框架，如 Spring、Hibernate 对类进行增强时，都会使用到 CGLib 这类字节码技术，当增强的类越多，就需要越大的方法区以保证动态生成的新类型可以载入内存。

Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
    at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
    at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:632)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:616)

-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。
-XX：MetaspaceSize：指定元空间的初始空间大小，以字节为单位，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。
-XX：MinMetaspaceFreeRatio：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。

创建线程导致内存溢出

虚拟机的栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足够的内存时，将抛出 OutOfMemoryError 异常

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create native thread

直接内存溢出

直接内存（Direct Memory）的容量大小可通过 -XX：MaxDirectMemorySize 参数来指定

如果不去指定，则默认与 Java 堆最大值（由 -Xmx 指定）一致

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
    at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
    at io.gourd.java.jvm.oom.DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:25)

StackOverflowError 相关异常

线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出 StackOverflowError 异常

栈容量只能由 -Xss 参数来设定。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：

线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出 StackOverflowError 异常。
虚拟机的栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足够的内存时，将抛出 OutOfMemoryError 异常。参考「方法区出现内存溢出」。