Hankin晚风

深入理解JVM——第五章、JVM性能优化学习笔记

一、内存溢出

内存溢出的原因：程序在申请内存时，没有足够的内存空间

1、栈溢出

方法死循环递归调用（StackOverflowError）、不断建立线程（OutOfMemoryError）

由于在Hotspot虚拟机中并不区分虚拟机栈和本地方法栈，因此，对于Hotspot来说，虽然-Xoss参数（设置本地方法栈大小）存在，但实际上是无效的，栈容量只由-Xss参数设定，关于虚拟机栈和本地方法栈可以出现以下两种异常：

第一种、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异常

第二种、如果虚拟机在扩展时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常

关于这两种情况存在相互重叠的地方，当栈空间无法分配时是线程请求深度过大？还是无法申请足够的内存空间？本质是同一事件两种描述而已。

下面这个例子，将实验范围限制于单线程中的操作，尝试了下面两种方法均无法让需积极产生OutOfMemoryError异常，尝试的结果都是获得StackOverflowError异常

第一种方法：使用-Xss 参数减少栈内存容量，结果：抛出StackOverflowError异常，异常出现时输出的栈的深度相应缩小。

第二种方法：定义了大量的本地变量，增大此方法帧中本地变量表的长度。结果：抛出StackOverflowError异常时输出的堆栈深度相应减小。

1.1、测试方法：

// VM Args: -Xss128k
public class StackOverFlow {
    private int stackLength = 1;
    public void stackLeak(){
        stackLength++;
        stackLeak(); // 死递归
    }
    public static void main(String[] args)throws Throwable {
        StackOverFlow javaStack = new StackOverFlow();
        javaStack.stackLeak();
        System.out.println("stack length: "+ javaStack.stackLength);
    }
}

1.2、运行抛出的异常为：

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError

at com.chj.chap05.oom.StackOverFlow.stackLeak(StackOverFlow.java:10)

at com.chj.chap05.oom.StackOverFlow.stackLeak(StackOverFlow.java:11)

1.3、虚拟机栈和本地方法栈溢出分析：

实验结果表明：在单个线程下，无论是由于栈帧太大还是虚拟机容量太小，当内存无法分配的时候虚拟机都抛出的是StackOverflowError。

如果测试不限于单线程，通过不断的建立线程的方式倒是可以产生内存溢出异常，但是这样产生的内存溢出与栈空间是否够大不存在任何联系，或者说，为每个线程的栈分配的内存越大，反而越容易产生内存溢出异常。

原因是，操作系统分配给每个线程的内存是有限的，譬如32位Windows限制为2GB。虚拟机提供了参数来控制Java堆和方法区的这两部分内存的最大值。剩余的内存为2G（操作系统内存）减去Xmx（堆最大容量），再减去MaxPermSize（最大方法区容量），程序计数器消耗的内存很小，可以忽略。如果虚拟机进程本身耗费的内存不计算在内，剩下的内存就由虚拟机栈和本地方法栈“瓜分”了。每个线程分配到栈容量越大，可以建立的线程数自然越少，建立线程时越容易把剩余的内存耗尽。

这一点需要在开发多线程的应用时特别注意，出现StackOverflowError异常时有错误堆栈可以阅读，相对来说，比较容易找到问题的所在。而且，如果使用虚拟机默认参数，栈深度在大多数情况下（因为每个方法压入栈的帧大小并不是一样的，所以只能说在大多数情况下）达到1000~2000完全没有问题，对于正常的方法调用（包括递归），这个深度应该完全够用了。但是，如果是建立过多线程导致的内存溢出，在不能减少线程数或者更换64位虚拟机的情况下，就只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线程了。如果没有这方面的处理经验，这种通过“减少内存”的手段来解决内存溢出的方式会比较难以想到。

2、堆溢出

Java堆用于存储对象实例，只要不断的创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制来清除这些对象，那么对象数量到达最大堆容量限制后就会产生内存溢出异常。

2.1、先创建测试类：

public static void main(String[] args){
    //String[] strings = new String[100000000];  //100m的数组（堆）
    List