工作中常见的OOM？你了解JVM调优吗？

工作中常见的6种OOM问题

堆内存OOM

堆内存OOM是最常见的OOM了。

出现堆内存OOM问题的异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

此OOM是由于JVM中heap的最大值，已经不能满足需求了。

举个例子：

@Test public void test01() {

	List list = Lists.newArrayList();

	while (true) {

		list.add(new OOMTests());

	}

}

这里创建了一个list集合，在一个死循环中不停往里面添加对象。

执行结果：

出现了java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space的堆内存溢出。

很多时候，excel一次导出大量的数据，获取在程序中一次性查询的数据太多，都可能会出现这种OOM问题。

我们在日常工作中一定要避免这种情况。

栈内存OOM

有时候，我们的业务系统创建了太多的线程，可能会导致栈内存OOM。

出现堆内存OOM问题的异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

举个例子

public class StackOOMTest {

     public static void main(String[] args) {

         while (true) {

         	new Thread().start();

         }

     }

}

使用一个死循环不停创建线程，导致系统产生了大量的线程。

如果实际工作中，出现这个问题，一般是由于创建的线程太多，或者设置的单个线程占用内存空间太大导致的。

建议在日常工作中，多用线程池，少自己创建线程，防止出现这个OOM。

栈内存溢出

我们在业务代码中可能会经常写一些递归调用，如果递归的深度超过了JVM允许的最大深度，可能会出现栈内存溢出问题。

出现栈内存溢出问题的异常信息如下：

java.lang.StackOverflowError

举个例子

@Test

public void test03() {

 	recursiveMethod();

}

public static void recursiveMethod() {

     // 递归调用自身

     recursiveMethod();

}

出现了java.lang.StackOverflowError栈溢出的错误。

我们在写递归代码时，一定要考虑递归深度。即使是使用 parentId一层层往上找的逻辑，也最好加一个参数控制递归深度。防止因为数据问题导致无限递归的情况，比如：id和 parentId的值相等。

直接内存OOM

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java 虚拟机规范》中定义的内存区域。

它来源于 NIO ，通过存在堆中的 DirectByteBuffer 操作 Native内存，是属于堆外内存，可以直接向系统申请的内存空间。出现直接内存OOM问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory

例如：

private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;

@Test

public void test04() {

     ArrayList<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();

     int count = 0;

     try {

         while (true) {

             ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);

             list.add(byteBuffer);

             count++;

             try {

             	Thread.sleep(100);

             } catch (InterruptedException e) {

             	e.printStackTrace();

             }

         }

     } finally {

     	System.out.println(count);

     }

}

会看到报出来java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory直接内存空间不足的异常。

GC OOM

GC OOM 是由于JVM在GC时，对象过多，导致内存溢出，建议调整GC的策略。出现GC OOM问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

为了方便测试，我先将idea中的最大和最小堆大小都设置成 10M，例如下面这个例子：

public class GCOverheadOOM {

     public static void main(String[] args) {

         ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);

         for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {

             executor.execute(() -> {

                 try {

                    Thread.sleep(10000);

                 } catch (InterruptedException e) {

                 }

             });

         }

     }

}

出现这个问题是由于JVM在GC的时候，对象太多，就会报这个错误。我们需要改变GC的策略。在老代80%时就是开始GC，并且将-XX:SurvivorRatio（- XX:SurvivorRatio=8）和-XX:NewRatio（- XX:NewRatio=4）设置的更合理。

元空间OOM

JDK8 之后使用 Metaspace 来代替永久代，Metaspace是方法区在 HotSpot 中的实现。

Metaspace不在虚拟机内存中，而是使用本地内存也就是在 JDK8中的 ClassMetadata ，被存储在叫做Metaspace的 native memory。

出现元空间OOM问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

为了方便测试，我们修改一下idea中的JVM参数，增加下面的配置：

-XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m

指定了元空间和最大元空间都是10M。接下来，看看下面这个例子：

public class MetaspaceOOMTest {

     static class OOM {

     }

     public static void main(String[] args) {

         int i = 0;

         try {

             while (true) {

                 i++;

                 Enhancer enhancer = new Enhancer();

                 enhancer.setSuperclass(OOM.class);

                 enhancer.setUseCache(false);

                 enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {

                     @Override

                     public Object intercept(Object o, Method method, Object[]

                     	return methodProxy.invokeSuper(o, args);

                     }

                 });

                 enhancer.create();

             }

         } catch (Throwable e) {

         	e.printStackTrace();

         }

     }

}

程序最后会报java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace的元空间OOM。这个问题一般是由于加载到内存中的类太多，或者类的体积太大导致的。

OOM一定会导致JVM退出吗

在Java中，发生了OutOfMemoryError（OOM）不一定会导致整个JVM退出。是否退出取决于发生OOM错误的线程和错误处理逻辑。这是一个复杂的问题，具体行为会因应用程序实现方式、错误发生的情境以及错误处理策略而异。

主线程中未处理的OOM：如果在主线程中发生OOM且没有被捕获，JVM通常会终止程序并退出。这是因为JVM中没有其他存活的非守护线程来保持程序运行。
子线程中未处理的OOM：在非主线程中，如果OOM发生且未被捕获，该线程会停止执行。但如果其他非守护线程仍在运行，JVM不会退出。
捕获并处理OOM：如果在代码中捕获并正确处理了OOM错误，JVM则可以继续执行其余的程序代码。合适的错误处理可能包括释放内存资源或提示用户进行适当的操作。

注意：

不建议频繁捕获OOM并继续执行程序，因为这样可能表明程序有严重的内存管理问题，应尽量优化内存使用。
在关键路径中发生OOM时，通常应记录日志并考虑安全停机，因为无法保证系统在内存压力下的正确性。

垃圾回收调优的主要目标是什么?

分别是最短暂停时间和高吞吐量

最短暂停时间：垃圾回收调优的首要目标是减少应用程序的停顿时间，确保在垃圾回收过程中尽量保持应用的响应能力，特别是对于实时或高并发应用
高吞吐量：第二个目标是提高应用的吞吐量，即在单位时间内完成更多的业务处理，通过合理的GC策略和配置，减少GC的频率和时间，从而提升整体性

针对最短暂停时间和高吞吐举个例子:

方案一：每次 GC 停顿 100 ms，每秒停顿 5 次。
方案二：每次 GC 停顿 200 ms，每秒停顿 2次。

两个方案相对而言第一个时延低，第二个吞吐高，基本上两者不可兼得。所以调优时候需要明确应用的目标。

如何对 Java 的垃圾回收进行调优?

GC调优这种问题肯定是具体场景具体分析，但是在面试中就不要讲太细，大方向说清楚就行，不需要涉及具体的垃圾收集器比如 CMS 调什么参数，G1 调什么参数之类的。

GC 调优的核心思路就是尽可能的使对象在年轻代被回收，减少对象进入老年代。

具体调优还是得看场景根据 GC日志具体分析，常见的需要关注的指标是 Young GC 和 Ful GC 触发频率、原因、晋升的速率、老年代内存占用量等等。比加发现频繁产生FullGC，分析日志之后发现没有内存泄漏，只是 Young GC之后会有大量的对象进入老年代，然后最终触发FullGC，所以就能得知是 Survivor 空间设置太小，导致对象过早进入老年代，因此调大Survivor。或者是晋升年龄设置的太小，也有可能分析日志之后发现是内存泄漏、或者有第三方类库调用了 System.gc 等等。反正具体场景具体分析，核心思想就是尽量在新生代把对象给回收了，

基本上这样说就行了，然后就等着面试官延伸了

常用的JVM配置参数有哪些？

记住前两个，其它的使用时再查就行

JVM（Java虚拟机）的启动参数用于配置和调整Java应用程序的运行时行为。以下是一些常用的JVM启动参数：

-Xmx：指定Java堆内存的最大限制。例如，-Xmx512m 表示最大堆内存为512兆字节。
-Xms：指定Java堆内存的初始大小。例如，-Xms256m 表示初始堆内存为256兆字节。
-Xss：指定每个线程的堆栈大小。例如，-Xss256k 表示每个线程的堆栈大小为256千字节。
-XX:MaxPermSize（对于Java 7及之前的版本）或 -XX:MaxMetaspaceSize（对于Java 8及以后的版本）：指定永久代（Java 7及之前）或元空间（Java 8及以后）的最大大小。
-XX:PermSize（对于Java 7及之前的版本）或 -XX:MetaspaceSize（对于Java 8及以后的版本）：指定永久代（Java 7及之前）或元空间（Java 8及以后）的初始大小。
-Xmn：指定年轻代的大小。例如，-Xmn256m 表示年轻代大小为256兆字节。
-XX:SurvivorRatio：指定年轻代中Eden区与Survivor区的大小比例。例如，-XX:SurvivorRatio=8 表示Eden区与每个Survivor区的大小比例为8:1。
-XX:NewRatio：指定年轻代与老年代的大小比例。例如，-XX:NewRatio=2 表示年轻代和老年代的比例为1:2。
-XX:MaxGCPauseMillis：设置垃圾回收的最大暂停时间目标。例如，-XX:MaxGCPauseMillis=100 表示垃圾回收的最大暂停时间目标为100毫秒。
-XX:ParallelGCThreads：指定并行垃圾回收线程的数量。例如，-XX:ParallelGCThreads=4 表示使用4个线程进行并行垃圾回收。
-XX:+UseConcMarkSweepGC：启用并发标记清除垃圾回收器。
-XX:+UseG1GC：启用G1（Garbage First）垃圾回收器。
-Dproperty=value：设置Java系统属性，可以在应用程序中使用 System.getProperty("property") 来获取这些属性的值。

这些是一些常见的JVM启动参数，可以根据应用程序的需求和性能调优的目标进行调整。JVM启动参数的使用可以显著影响应用程序的性能和行为，因此在设置这些参数时需要谨慎。同时，JVM支持的启动参数因不同的JVM版本和供应商而有所不同，建议查阅相关文档以获取更详细的信息。

你常用哪些工具来分析 JVM 性能?

jmap：用于生成堆转储的命令行工具,可以用于分析JVM内存使用情况，尤其是内存泄漏问题
jstack:用于生成线程转储的命令行工具,可以用于分析线程状态，排查死锁等问题
jistat：用于监控JVM统计信息的命令行工具，提供了实时的性能数据，如类加载、垃圾回收、编译器等信息
MAT：用于分析堆转储文件的工具，可以帮助识别内存泄漏和优化内存使用
jconsole：可以监控JVM的内存使用、垃圾回收、线程、类加载等信息
VisualVM：可实时显示 JVM 的内存使用、垃圾回收、类加载等信息，也可以分析 Heap Dump 等.
Arthas：一个强大的Java 诊断工具，提供了实时监控和分析功能。通过命令行界面，可以查看的状态、监控方法调用、追踪 SQL 查询、分析性能瓶颈等。

如何在 Java 中进行内存泄漏分析?

先确认是否真的发生了内存泄漏，即观察内存使用情况。

利用 jstat 命令(jstat -gc <pid> <interal in ms>)来观察 gc 概要信息，如果发现,GC 后内存并没有明显的减少目还是持续增加持续触发gc，那说明内存泄漏的概率很大。

此时可以利用 jmap(jmap -dump:format=b,fi1e=heapdump.hprof <pid> )生成 heap dump，然后将其导入 Ecdipse MAT 或者 VsuaVM 工具内进行分析，通过大量内存的占用可以找到对应的对象。

通过对象找到对应的代码分析，确认是否可能存在内存泄漏的场景，最终修复代码，解决内存泄漏的问题。