JVM运行时内存被划分成多个区域,而除了程序计数器之外,其他几个区都会出现OutOfMemoryError异常,主要原因就是对应内存区域的内存不足以再分配内存,一般要么是内存泄漏了要么就是内存参数设置的过小而导致。本文就在实际操作中模拟下JVM内存模型中各个区域出现内存溢出的场景。

1.堆内存溢出

先设置JVM启动参数,设置初始化堆内存大小为 -Xms15M  -Xmx15M

堆内存中主要存储对象实例,所以测试堆内存溢出就需要不断的创建对象实例,并且保证这些对象实例不被垃圾回收,测试代码如下

 public static void main(String[] args)
{
heapErrorTest();
} public static void heapErrorTest()
{
List<User> userList = new ArrayList<>();
int i = 0;
try
{
while (true)
{
i++;
System.out.println(i);
userList.add(new User());
}
}
catch (Exception e)
{
System.out.println("成功创建user对象个数为:"+i);
e.printStackTrace();
}
}

运行结果如下示:

 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 com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.heapErrorTest(JVMTest.java:27)
at com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.main(JVMTest.java:14)

此时报了OutOfMemoryError异常,也提示了是Java堆内存空间报的,但是是无法确定是什么原因导致的,也不知道具体是什么对象导致的,测试用例比较简单,而复杂的线上环境中就很难排查,所以需要让JVM在出现内存溢出的时候Dump出当前的内存堆转储快照,当出现异常后就可以使用其他工具来进行分析。针对上例,修改启动参数,添加 -XX: +HeapDumpOnOutOfMemoryError  -XX:HeapDumpPath=C:/Users/admin/Desktop/jvmdump/heapdump.hprof

运行结果为:

 1 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
2 Dumping heap to C:/Users/admin/Desktop/jvmdump/heapdump.hprof ...
3 Heap dump file created [24643218 bytes in 0.071 secs]
4 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 com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.heapErrorTest(JVMTest.java:27)
at com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.main(JVMTest.java:14)

分析dump文件可以使用Eclipse的Memory Analysis插件,安装过程是打开Eclipse Help-》Eclipse Marketplace  然后搜索memory,然后直接安装即可

2.虚拟机栈内存溢出和栈溢出

虚拟机栈有栈溢出和内存溢出两种异常情况,栈溢出(StackOverFlowError)是在栈深度大于虚拟机设置的最大深度时会报出,内存溢出则会在内存不足时报出

栈溢出案例代码如下:

  public static void stackOverFlowErrorTest()
{
// 栈溢出栈的深度过长导致,可以用递归方法在模拟
System.out.println("当前深度为:" + (i++));
stackOverFlowErrorTest();
}

运行结果为:

当前深度为:7958
当前深度为:7959
当前深度为:7960
当前深度为:7961
当前深度为:7962
当前深度为:7963
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:449)
at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:136)
at java.lang.StringBuilder.<init>(StringBuilder.java:113)
at com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.stackOverFlowErrorTest(JVMTest.java:43)
at com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.stackOverFlowErrorTest(JVMTest.java:44)
at com.lucky.test.jvmtest.JVMTest.stackOverFlowErrorTest(JVMTest.java:44)

内存溢出模拟案例如下:

 public static void stackOutOfMemoryTest(){
while(true){
new Thread(new Runnable()
{ @Override
public void run()
{
dontStop();
}
}).start();
}
} public static void dontStop(){
while(true){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}

通过不停的创建新线程,执行一个执行不完的方法,当到达一定数量时,内存就会不足以创建新线程。

结果为:   java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

4.方法区内存溢出

方法区主要存放Class信息、以及静态常量,正常情况下方法区存储的内容是很少变动的,因为都是静态的内容,所以出现方法区内存溢出的情况也很少,但是有很多主流框架如Spring、Hibernate框架会对类进行增强,通过直接操作字节码,会生成大量的动态类,这时就会有大量的动态类需要存储在方法区,如果方法区的内存不足,也会出现内存溢出的情况。先设置JVM方法区内存大小 -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M

案例代码如下:

 public static void permGenErrorTest(){
while(true){
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(User.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor()
{ @Override
public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy arg3)
throws Throwable
{
return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
}
});
enhancer.create();
}
}

最终抛出异常:Caused by:java.lang.OutOfMemoryError:PermGen Space

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