java 堆 OutOfMemoryError
Java 堆是用來儲存物件例項的, 因此如果我們不斷地建立物件, 並且保證 GC Root 和建立的物件之間有可達路徑以免物件被垃圾回收, 那麼當建立的物件過多時, 會導致 heap 記憶體不足, 進而引發 OutOfMemoryError 異常.
上面是一個引發 OutOfMemoryError 異常的程式碼, 我們可以看到, 它就是通過不斷地建立物件, 並將物件儲存在 list 中防止其被垃圾回收, 因此當物件過多時, 就會使堆記憶體溢位。
通過 java -Xms10m -Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 我們設定了堆記憶體為 10 兆, 並且使用引數 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 讓 JVM 在發生 OutOfMemoryError 異常時列印出當前的記憶體快照以便於後續分析.
編譯執行上述程式碼後, 會有如下輸出:
Java 棧 StackOverflowError
我們知道, JVM 的執行時資料區中有一個叫做 虛擬機器棧 的記憶體區域, 此區域的作用是: 每個方法在執行時都會建立一個棧幀, 用於儲存區域性變數表, 運算元棧, 方法出口等資訊.
因此我們可以建立一個無限遞迴的遞迴呼叫, 當遞迴深度過大時, 就會耗盡棧空間, 進而導致了 StackOverflowError 異常.
下面是具體的程式碼:
當編譯執行上述的程式碼後, 會輸出如下異常資訊:
方法區記憶體溢位
執行時常量池溢位
在 Java 1.6 以及之前的 HotSpot JVM 版本時, 有永久代的概念, 即 GC 的分代收集機制是擴充套件至方法區的. 在方法區中, 有一部分記憶體是用於儲存常量池, 因此如果程式碼中常量過多時, 就會耗盡常量池記憶體, 進而導致記憶體溢位.那麼如何新增大量的常量到常量池呢? 這時就需要依靠 String.intern() 方法了. String.intern() 方法的作用是: 若此 String 的值在常量池中已存在, 則這個方法返回常量池中對應字串的引用; 反之將此 String 所包含的值新增到常量池中, 並返回此 String 物件的引用. 在 JDK 1.6 以及之前的版本中, 常量池分配在永久代中, 因此我們可以通過設定引數 “-XX:PermSize” 和 “-XX:MaxPermSize” 來間接限制常量池的大小.
注意, 上面所說的 String.intern() 方法和常量池的記憶體分佈僅僅針對於 JDK 1.6 及之前的版本, 在 JDK 1.7 或以上的版本中, 由於去除了永久代的概念, 因此記憶體佈局稍有不同.
下面是實現常量池記憶體溢位的程式碼例子:
我們看到, 這個例子中, 正是使用了 String.intern() 方法, 向常量池中新增了大量的字串常量, 因而導致了常量池的記憶體溢位.
我們通過 JDK1.6 編譯並執行上面的程式碼, 會有如下輸出:
需要注意的是, 如果通過 JDK1.8 來編譯執行上面程式碼的話, 會有如下警告, 並且不會產生任何的異常:
方法區的記憶體溢位
方法區作用是存放 Class 的相關資訊, 例如類名, 類訪問修飾符, 欄位描述, 方法描述等. 因此如果方法區過小, 而載入的類過多, 就會造成方法區的記憶體溢位.
上面的程式碼中, 我們藉助 CGlib 來動態地生成大量的類, 在 JDK6 下, 執行上面的程式碼會產生 OutOfMemoryError: PermGen space 異常:
輸出結果如下:
MetaSpace 記憶體溢位
在 方法區的記憶體溢位 記憶體溢位一節中, 我們提到, JDK8 沒有了永久代的概念, 因此那兩個例子在 JDK8 下沒有實現預期的效果. 那麼在 JDK8 下, 是否有類似方法區記憶體溢位之類的錯誤呢? 當然有的. 在 JDK8 中, 使用了 MetaSpace 的區域來存放 Class 的相關資訊, 因此當 MetaSpace 記憶體空間不足時, 會丟擲 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 異常.
我們還是以上面提到的例子為例:
此例子的程式碼部分沒有改動, 唯一的區別是我們需要使用 JDK8 來執行這段程式碼, 並且設著引數 -XX:MaxMetaspaceSize=10M, 這個引數告訴 JVM Metaspace 的最大大小是 10M.
接著我們使用 JDK8 來編譯執行這個例子, 輸出如下異常:
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