java内存溢出和内存泄露

虽然jvm可以通过GC自动回收无用的内存，但是代码不好的话仍然存在内存溢出的风险。

最近在网上搜集了一些资料，现整理如下：

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一、为什么要了解内存泄露和内存溢出？

1、内存泄露一般是代码设计存在缺陷导致的，通过了解内存泄露的场景，可以避免不必要的内存溢出和提高自己的代码编写水平；

2、通过了解内存溢出的几种常见情况，可以在出现内存溢出的时候快速的定位问题的位置，缩短解决故障的时间。

二、基本概念

理解这两个概念非常重要。

内存泄露：指程序中动态分配内存给一些临时对象，但是对象不会被GC所回收，它始终占用内存。即被分配的对象可达但已无用。

内存溢出：指程序运行过程中无法申请到足够的内存而导致的一种错误。内存溢出通常发生于OLD段或Perm段垃圾回收后，仍然无内存空间容纳新的Java对象的情况。

从定义上可以看出内存泄露是内存溢出的一种诱因，不是唯一因素。

三、内存泄露的几种场景：

1、长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用

这是内存泄露最常见的场景，也是代码设计中经常出现的问题。

例如：在全局静态map中缓存局部变量，且没有清空操作，随着时间的推移，这个map会越来越大，造成内存泄露。

2、修改hashset中对象的参数值，且参数是计算哈希值的字段

当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段，否则对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合中时的哈希值就不同了，在这种情况下，即使在contains方法使用该对象的当前引用作为参数去HashSet集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也会导致无法从HashSet集合中删除当前对象，造成内存泄露。

3、机器的连接数和关闭时间设置

长时间开启非常耗费资源的连接，也会造成内存泄露。

 四、内存溢出的几种情况：

1、堆内存溢出（outOfMemoryError：java heap space）

在jvm规范中，堆中的内存是用来生成对象实例和数组的。

如果细分，堆内存还可以分为年轻代和年老代，年轻代包括一个eden区和两个survivor区。

当生成新对象时，内存的申请过程如下：

a、jvm先尝试在eden区分配新建对象所需的内存；

b、如果内存大小足够，申请结束，否则下一步；

c、jvm启动youngGC，试图将eden区中不活跃的对象释放掉，释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区；

d、Survivor区被用来作为Eden及old的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区；

e、 当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行full GC；

f、full GC后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden区为新对象创建内存区域，则出现”out of memory错误”：

outOfMemoryError：java heap space

代码举例：

<span style="font-size: 11px;">/**
* 堆内存溢出
*
* jvm参数：-Xms5m -Xmx5m -Xmn2m -XX:NewSize=1m
*
*/
public class MemoryLeak {

    private String[] s = new String[1000];

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Map<String,Object> m =new HashMap<String,Object>();
        int i =0;
        int j=10000;
        while(true){
            for(;i<j;i++){
                MemoryLeak memoryLeak = new MemoryLeak();
                m.put(String.valueOf(i), memoryLeak);
            }
        }
    }
}</span>

2、方法区内存溢出（outOfMemoryError：permgem space）

在jvm规范中，方法区主要存放的是类信息、常量、静态变量等。

所以如果程序加载的类过多，或者使用反射、gclib等这种动态代理生成类的技术，就可能导致该区发生内存溢出，一般该区发生内存溢出时的错误信息为：

outOfMemoryError：permgem space

3、线程栈溢出（java.lang.StackOverflowError）

线程栈时线程独有的一块内存结构，所以线程栈发生问题必定是某个线程运行时产生的错误。

一般线程栈溢出是由于递归太深或方法调用层级过多导致的。

发生栈溢出的错误信息为：

java.lang.StackOverflowError

代码举例：

<span style="font-size: 11px;">/**
* 线程操作栈溢出
*
* 参数：-Xms5m -Xmx5m -Xmn2m -XX:NewSize=1m -Xss64k
*
*/
public class StackOverflowTest {

    public static void main(String[] args) {
        int i =0;
        digui(i);
    }

    private static void digui(int i){
        System.out.println(i++);
        String[] s = new String[50];
        digui(i);
    }

}
</span>

五、内存溢出的原因是什么

内存溢出是由于没被引用的对象（垃圾）过多造成JVM没有及时回收，造成的内存溢出。如果出现这种现象可行代码排查：

一）是否App中的类中和引用变量过多使用了Static修饰 如public staitc Student s；在类中的属性中使用 static修饰的最好只用基本类型或字符串。如public static int i = 0; //public static String str;

二）是否App中使用了大量的递归或无限递归（递归中用到了大量的建新的对象）

三）是否App中使用了大量循环或死循环（循环中用到了大量的新建的对象）

四）检查App中是否使用了向数据库查询所有记录的方法。即一次性全部查询的方法，如果数据量超过10万多条了，就可能会造成内存溢出。所以在查询时应采用“分页查询”。

五）检查是否有数组，List，Map中存放的是对象的引用而不是对象，因为这些引用会让对应的对象不能被释放。会大量存储在内存中。

六）检查是否使用了“非字面量字符串进行+”的操作。因为String类的内容是不可变的，每次运行"+"就会产生新的对象，如果过多会造成新String对象过多，从而导致JVM没有及时回收而出现内存溢出。

如String s1 = "My name";

String s2 = "is";

String s3 = "xuwei";

String str = s1 + s2 + s3 +.........;这是会容易造成内存溢出的

但是String str =  "My name" + " is " + " xuwei" + " nice " + " to " + " meet you"; //但是这种就不会造成内存溢出。因为这是”字面量字符串“，在运行"+"时就会在编译期间运行好。不会按照JVM来执行的。

在使用String,StringBuffer,StringBuilder时，如果是字面量字符串进行"+"时，应选用String性能更好；如果是String类进行"+"时，在不考虑线程安全时，应选用StringBuilder性能更好。

六、为了避免内存泄露，在编写代码的过程中可以参考下面的建议：

1、尽早释放无用对象的引用

2、使用字符串处理，避免使用String，应大量使用StringBuffer，每一个String对象都得独立占用内存一块区域

3、尽量少用静态变量，因为静态变量存放在永久代（方法区），永久代基本不参与垃圾回收

4、避免在循环中创建对象

5、开启大型文件或从数据库一次拿了太多的数据很容易造成内存溢出，所以在这些地方要大概计算一下数据量的最大值是多少，并且设定所需最小及最大的内存空间值。