前言
如今不管是在面試還是在我們的工作中，OOM總是不斷的出現在我們的視野中，所以我們有必要去了解一下導致OOM的原因以及一些基本的調整方法，大家可以通過下面的事例來了解一下什麼樣的程式碼會導致OOM，幫助我們以後在工作中能夠通過異常資訊來判斷是JVM裡面哪個區域出現了問題。
先介紹一下筆者的相關編碼環境。
jdk：java version "1.8.0_121"
ide：IntelliJ IDEA 2019.1 (Community Edition)
正文
1.Java堆溢位
Java中的堆儲存的都是物件例項，當我們不斷的建立物件，而GC的時候又不能回收，當儲存的物件大小超過了-Xmx的值，這時候則會出現OutOfMemoryError.[-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError]引數可以讓jvm出現記憶體溢位的時候dump出記憶體堆轉儲快照。
/**
* VM Args: -Xms10m -Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
* @author wangzenghuang
*/
public class HeapOOMDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> stringList = new ArrayList<>();
while(true){
stringList.add("str");
}
}
}
複製程式碼執行結果，發生OOM，並且在我們專案的根目錄dump出當前的記憶體堆快照
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid1376.hprof ...
Heap dump file created [7972183 bytes in 0.047 secs]
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210)
at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181)
at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:261)
at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:235)
at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:227)
at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:458)
at HeapOOMDemo.main(HeapOOMDemo.java:12)
Process finished with exit code 1
複製程式碼簡單解決思路
那麼發生這個問題以後我們的解決思路有哪些呢？我們可以利用一些工具（例如Eclipse Memory Analyzer ）來分析dump出的檔案，一般來說，當生產環境發生OOM，比較常見的一個原因是發生了記憶體洩漏，用工具可以分析出洩露的物件到GC Root的引用鏈，從而定位到問題程式碼。假如經過分析後發現記憶體中的物件都是“必須存活”的物件，這時候就要思考下專案中是否把“-Xms跟-Xmx”設定得太小了（當然這裡也不是隨意調大，需要結合機器的實體記憶體情況），再者需要留意程式碼中是否有一些長生命週期的物件，從程式碼中優化記憶體消耗。
2.方法區溢位
在jvm的方法區中，它主要存放了類的資訊，常量，靜態變數等。在jdk8以前是通過“-XX:PermSize，-XX:MaxPermSize”來調整這個區域的值，但是從8開始呢，永久代的概念被MetaSpace（元空間）代替了，對應的引數也變成了“-XX:MetaspaceSize，-XX:MaxMetaspaceSize”。在這個例子中使用CGLib來動態生成一些類，方便我們實驗操作。
/**
* VM Args: -XX:MetaspaceSize=5m -XX:MaxMetaspaceSize=5m
* @author wangzenghuang
*/
public class MethodAreaOOMDemo {
public static void main(String[] args) {
while(true){
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
return methodProxy.invokeSuper(obj,objects);
}
});
enhancer.create();
}
}
static class OOMObject{}
}
複製程式碼執行結果
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
複製程式碼簡單解決方法
這個問題的話，一般來說根據情況調整方法區的大小就行了，網上也有人說可以去掉MetaSpace的的大小限制，但是不建議這麼幹，畢竟不可控的事情我們要少點幹，很容易給自己埋雷。
3.棧溢位
對於我們來說，還有一個熟悉的錯誤，那就是“StackOverflowError”，它是由執行緒請求的棧深度超過了jvm允許的最大範圍而產生的。“-Xss”引數可以設定棧容量。
/**
* VM Args: -Xss128k
* @author wangzenghuang
*/
public class StackOFDemo {
private static int stackLength = 1;
public void stackLeak(){
stackLength++;
stackLeak();
}
public static void main(String[] args) {
StackOFDemo stackOFDemo = new StackOFDemo();
try {
stackOFDemo.stackLeak();
}catch (Throwable e){
System.out.println("length : "+ stackLength);
throw e;
}
}
}
複製程式碼執行結果
length : 983
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at StackOFDemo.stackLeak(StackOFDemo.java:10)
at StackOFDemo.stackLeak(StackOFDemo.java:10)
...
複製程式碼簡單解決思路
一般來說此類問題多出現在存在遞迴的地方，要從程式碼裡重新審視遞迴未結束的原因，若遞迴的方法沒問題可以根據實際情況調整“-Xss”引數的大小。還有一些程式碼的循壞依賴也會造成此類情況，
4.直接記憶體溢位
本機直接記憶體預設與“-Xmx”設定的值一樣大，可以通過“-XX:MaxDirectMemorySize”修改。
/**
* VM Args: -Xmx20m -XX:MaxDirectMemorySize=10
* @author wangzenghuang
*/
public class DirectMemoryOOMDemo {
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
Field field = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
field.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
while (true){
unsafe.allocateMemory(_1MB);
}
}
}
複製程式碼執行結果
呃，一執行這段程式碼idea直接閃退了，查閱其他資料可以得知當DirectMemory導致記憶體溢位時，Heap Dump檔案是很小的，如果程式中有使用NIO的情況可以檢查一下。
總結
這裡所展示的程式碼只是可以觸發jvm的各種錯誤，但是並不代表這是唯一的觸發錯誤的方方式，假如我們的程式碼比較複雜，有時候遇到類似錯誤的時候還是需要耐心分析。