java虚拟机学习笔记1-jvm的逻辑内存分配
声明
博客内所有“java虚拟机学习笔记”系列的文章,均出自《深入理解java虚拟机-JVM高级特性与最佳实践-周志明》
java虚拟机在执行java程序的过程中把他所管理的内存划分成不同的逻辑数据区域,这些区域各有用途,特点不同,以下是根据《java虚拟机规范(第3版)》中规定的jvm运行时数据区域
对于以上各个区域的详细说明,参见附件中的 Java虚拟机规范(Java_SE_7).pdf
下面,进入实战OutOfMemoryError异常
1.java堆溢出
首先限制java堆的大小为20MB,不可扩展(将Xms,Xmx 的值设置为相同),通过
设置 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 可以使JVM在内存溢出时Dump出内存转储快照以便事后分析
package org.star_java.jvm.memory;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* VM Args -verbose:gc -Xms20m -Xmx20m -Xmn10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
*/
public class HeapOOM
{
static class OOMObject
{
public static void main(String[] args)
{
List list = new ArrayList();
while (true)
{
list.add(new OOMObject());
}
}
}
}
运行结果:
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid1068.hprof ...
Heap dump file created [27834496 bytes in 0.186 secs]
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source)
at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source)
at java.util.ArrayList.grow(Unknown Source)
at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(Unknown Source)
at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
at org.star_java.jvm.memory.HeapOOM$OOMObject.main(HeapOOM.java:18)
我们可以使用一些工具查看生成的内存转储快照,以下是使用 jvisualvm 查看的结果
可以清晰的看出我们自己定义的类OOMObject造成了此次溢出
2.虚拟机栈和本地方法栈溢出
在HotSpot虚拟机中不区分虚拟机栈和本地方法栈,所以设置-Xoss(设置本地方法栈大小)是无效的,所以这里使用-Xss(栈容量)参数,关于本例,抛出2个异常:
1.如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverFlowError
2.如果虚拟机在扩展栈的深度时无法请求道足够的内存空间,则抛出OutOfMemoryError
package org.star_java.jvm.memory;
/**
* VM Args -Xss128k
*/
public class JavaVmStackSOF
{
private int stackLength = 1;
private void stackLeak()
{
stackLength++;
stackLeak();
}
public static void main(String[] args)
{
JavaVmStackSOF oom = new JavaVmStackSOF();
try
{
oom.stackLeak();
}
catch (Exception e)
{
System.out.println("stack length : " + oom.stackLength);
throw e;
}
}
}
运行结果:
stack length : 2242
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at org.star_java.jvm.memory.JavaVmStackSOF.stackLeak(JavaVmStackSOF.java:12)
at org.star_java.jvm.memory.JavaVmStackSOF.stackLeak(JavaVmStackSOF.java:13)
at org.star_java.jvm.memory.JavaVmStackSOF.stackLeak(JavaVmStackSOF.java:13)
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
at org.star_java.jvm.memory.JavaVmStackSOF.main(JavaVmStackSOF.java:21)
3.方法区溢出
方法去用于存放Class的相关信息,本例的基本思路是在运行时产生大量的类去填满方法区,直到溢出。
可以利用java的反射模拟本例,但是此处使用原作者的代码,使用开源项目CGLib直接操作字节码。
package org.star_java.jvm.memory;
import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
/**
* VM Args -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
*/
public class JavaMethodAreaOOM
{
static class OOMObject{}
public static void main(String[] args)
{
while (true)
{
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor()
{
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable
{
return proxy.invokeSuper(obj, args);
}
});
enhancer.create();
}
}
}
运行结果:
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
Dumping heap to java_pid8464.hprof ...
Exception in thread "main" Heap dump file created [3855706 bytes in 0.308 secs]
Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"
我们可以使用一些工具查看生成的内存转储快照,以下是使用 jvisualvm 查看的结果
可以看出, 我们使用CGLib创建了很多的类,造成了溢出
注:本例并非是一个纯粹的实验环境,当前的很多主流框架,如spring,hibernate,都会使用到CGLib这类字节码技术,这就需要方法区保证足够大来装载这些动态生成的Class,如在使用了CGLib技术的地方,大量JSP或动态生成大量jsp文件,给予OSGI 的应用等清况,都需要注意方法区的溢出
4.本机直接内存溢出
DirectMemory的容量可以通过 -XX:MaxDirectMemorySize指定,如果不指定,则默认与java堆的大小一样(-Xmx)。此处,我们使用原作者的代码,使用Unsafe类直接申请本地内存
package org.star_java.jvm.memory;
import java.lang.reflect.Field;
import sun.misc.Unsafe;
/**
* VM Args -Xms20m -XX:MaxDirectMemorySize=10m
*/
public class DirectMemoryOOM
{
private static final int _1MB = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
unsafeField.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);
while (true)
{
unsafe.allocateMemory(_1MB);
}
}
}
运行结果:
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
at org.star_java.jvm.memory.DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:21)
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以上是JVM对内存的解释,划分以及使用。主要代码演示了使JVM内存溢出的方法,
在自己的编程也要多加注意,多增加一些调试此类异常的经验