Java虚拟机常见内存溢出错误汇总
一、引言
从事java开发的小伙伴在平时的开发工作中，应该会遇见各式各样的异常和错误，在实际工作中积累的异常或者错误越多，趟过的坑越多，就会使我们编码更加的健壮，就会本能地避开很多严重的坑。以下介绍几个Java虚拟机常见内存溢出错误。以此警示，避免生产血案。
二、模拟Java虚拟机常见内存溢出错误
1、内存溢出之栈溢出错误
packagecom.jayway.oom;
/**
*栈溢出错误
*虚拟机参数：-Xms10m-Xmx10m
*抛出异常：Exceptioninthread"main"java.lang.StackOverflowError
*/
publicclassStackOverflowErrorDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
stackOverflowError();
}
privatestaticvoidstackOverflowError(){
stackOverflowError();
}
}
2、内存溢出之堆溢出错误
packagecom.jayway.oom;
importjava.util.Random;
/**
*堆溢出错误
*虚拟机参数：-Xmx10m-Xms10m
*抛出异常：Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspace
*/
publicclassJavaHeapSpaceErrorDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Stringtemp="java";
//不断地在堆中开辟空间，创建对象，撑爆堆内存
while(true){
temp+=temp+newRandom().nextInt(111111111)+newRandom().nextInt(222222222);
temp.intern();
}
}
}
3、内存溢出之GC超过执行限制错误
packagecom.jayway.oom;
importjava.util.ArrayList;
importjava.util.List;
/**
*GC超过执行限制错误
*虚拟机参数：-Xms10m-Xmx10m-XX:+PrintGCDetails-XX:MaxDirectMemorySize=5m
**抛出异常：Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceeded
**导致原因：GC回收时间过长会抛出OutOfMemoryError，何为过长，即超过98%的cpu时间用来做GC垃圾回收
*但是回收效果甚微，仅仅只有2%的CPU时间用来用户程序的工作，这种状态是很糟糕的，程序在不断地GC
*形成恶性循环，CPU的使用率一直是满负荷的，正经活却没有干，这种情况虚拟机只好抛出错误来终止程序的执行
*
*不断地FullGC，事倍功微
*[FullGC(Ergonomics)[PSYoungGen:2047K->2047K(2560K)][ParOldGen:7167K->7161K(7168K)]9215K->9209K(9728K),[Metaspace:3529K->3529K(1056768K)],0.0291829secs][Times:user=0.08sys=0.02,real=0.03secs]
*/
publicclassGCOverheadErrorDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
inti=0;
Listlist=newArrayList<>();
try{
while(true){
list.add(String.valueOf(++i).intern());
}
}catch(Throwablee){
System.out.println("*****************i:"+i);
e.printStackTrace();
throwe;
}
}
}
4、内存溢出之直接内存溢出错误
packagecom.jayway.oom;
importjava.nio.ByteBuffer;
/**
*直接内存溢出错误
*抛出异常：Exceptioninthread"main"java.lang.OutOfMemoryError:Directbuffermemory
**配置虚拟机参数：-Xms10m-Xmx10m-XX:+PrintGCDetails-XX:MaxDirectMemorySize=5m
**导致原因：通常NIO程序经常使用ByteBuffer来读取或者写入数据，这是一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的IO方式，
*它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用，
*这样能子一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native内存中来回复制数据。
*
*ByteBuffer.allocate(capability):分配JVM堆内存，数据GC的管辖范围，由于需要拷贝所以速度相对较慢
*
*ByteBuffer.allocate(capability):分配OS本地内存，不属于GC管辖范围，由于不需要内存拷贝，所以速度相对较快。
*
*但是如果不断分配本地内存，堆内存很少使用，那么JVM就不需要执行GC，DirectByteBuffer对象就不会被回收，此时如果继续分配堆外内存，
*可能堆外内存已经被耗光了无法继续分配，此时程序就会抛出OutOfMemoryError，直接崩溃。
*
*/
publicclassDirectBufferMemoryErrorDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//默认JVM配置的最大直接内存是总物理内存的四分之一
longmaxDirectMemory=sun.misc.VM.maxDirectMemory()/1024/1024;
System.out.println("配置的maxDirectMemory:"+maxDirectMemory+"MB");
ByteBufferbyteBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(6*1024*1024);
}
}
5、内存溢出之无法创建新的本地线程
packagecom.jayway.oom;
/**
*内存溢出之无法创建新的本地线程
*抛出异常：java.lang.OutOfMemoryError:unabletocreatenewnativethread
**描述：
*高并发请求服务器时，经常出现java.lang.OutOfMemoryError:unabletocreatenewnativethread
*nativethread异常与对应的平台有关
*
*导致原因：
*1、应用程序创建了太多线程了，一个应用进程创建的线程数超过系统承载极限。
*2、操作系统并不允许你的应用进程创建这么多的线程，linux系统默认允许单个进程可以创建的线程数是1024个
*
*解决方法：
*1、想办法降低应用进程创建的线程数量，
*2、如果应用程序确实需要这么多线程，超过了linux系统的默认1024个限制，可以通过修改linux服务器配置，提高这个阈值。
*
*/
publicclassUnableCreateNativeThreadErrorDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
for(inti=0;true;i++){
System.out.println("***************i:"+i);
//不断得创建新线程，直到超过操作系统允许应用进程创建线程的极限
newThread(()->{
try{
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
}
6、内存溢出之元空间溢出错误
packagecom.jayway.oom;
importorg.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
importorg.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
importorg.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
importjava.lang.reflect.Method;
/**
*元空间溢出错误
*抛出异常：java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace
**设置虚拟机参数：-XX:MetaspaceSize=8m-XX:MaxMetaspaceSize=8m
**描述：Java8及以后的版本使用Metaspace来替代了永久代。metaspace是方法区在HotSpot中的实现，它与持久代最大的区别在于
*Metaspace并不在虚拟机内存中而是在本地内存中。
*
*元空间存储了以下信息：
*1、虚拟机加载的类信息
*2、常量池
*3、静态变量
*4、即时编译后的代码
*
*/
publicclassMetaspaceErrorDemo{
staticclassOOMTest{
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
intcount=0;
try{
//cglib不断创建类，模拟Metaspace空间溢出，我们不断生成类往元空间中灌，超过元空间大小后就会抛出元空间移除的错误
while(true){
count++;
Enhancerenhancer=newEnhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMTest.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback(newMethodInterceptor(){
@Override
publicObjectintercept(Objecto,Methodmethod,Object[]objects,MethodProxymethodProxy)throwsThrowable{
returnmethodProxy.invokeSuper(o,args);
}
});
enhancer.create();
}
}catch(Throwablee){
System.out.println("************多少次后发生了异常："+count);
e.printStackTrace();
}
}
}
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