JVM-3. OutOfMemoryError

1. Java堆溢出

GC Roots到对象之间有可达路径，垃圾回收机制就不会清除这些对象，在对象数量达到最大堆容积限制就会产生内存溢出。
设置堆最小值参数-Xms和最大值参数-Xmx；设置-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数在内存溢出时Dump出当前内存堆转储快照。
以下代码会出现堆区的OOE：

/**
 * -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumOnOutOfMemoryError
 */
public class HeapOom {
    static class OomObject {
    }

    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        while (true) {
            list.add(new OomObject());
        }
    }
}

可以看到异常堆栈信息中有提示：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

对于堆区OOE异常：

1. 先用工具分析Dump出来的快照，确认内存中对象是否是必要的，分清楚是内存泄露（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）：

   
   
   

   VIrtualVM查看内存快照

2. 如果是内存泄露，进一步查看泄露对象到GC Roots的引用链。定位泄露代码的位置

   
   
   

   查看对象到GC Roots的引用链
3. 如果不存在泄露，检查虚拟机堆参数（-Xmx与-Xms），结合机器物理机内存查看是否可以调大。
4. 从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长，持有时间过长的情况，减少程序运行时期的内存消耗。

2. 虚拟机栈和本地方法栈溢出

HotSpot虚拟机并不区分虚拟机栈和本地方法栈。因此-Xoss参数（设置本地方法栈大小）存单，但无效，栈容量只由-Xss参数设置。

Java虚拟机中对于虚拟机栈和本地方法栈有两种异常：

• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，抛出StackOverflowError异常
• 如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，抛出OutOfMemoryError

以下代码抛出StackOverflow异常，并且显示在该栈空间下最大深度：

/**
 * -Xss 160k
 */
public class StackOom {
    private int stackLength = 1;

    public void stackLeak() {
        stackLength++;
        stackLeak();
    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        StackOom stackOom = new StackOom();
        try {
            stackOom.stackLeak();
        } catch (Throwable e) {
            System.out.printf("stack length: " + stackOom.stackLength);
            throw e;
        }
    }
}

以下代码因为新建线程造成内存溢出，抛出OutOfMemoryError异常：

/**
 * -Xss 160k
 *
 * @author pengjunzhe
 */
public class StackOom {

    private void neverStop() {
        while (true) {

        }
    }

    public void stackLeakByThread() {
        while (true) {
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    neverStop();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        StackOom stackOom = new StackOom();
        stackOom.stackLeakByThread();
    }
}

3. 方法区和运行时常量池溢出

方法区存放了Class的相关信息，如类名，访问修饰符，常量池，字段描述，方法描述等。

运行时常量池是方法区的一部分。

String.intern()是一个Native方法：如果字符串常量池中已经存在此String对象的字符串，则返回池中这个字符串的String对象否则将此String对象包含的字符传添加到常量池中，并返回对此String对象的引用。

JDK1.6及以前，常量池分配在永久代内，因此通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize限制方法去大小，间接限制常量池大小，一下代码在jdk1.6及以前版本中抛出内存溢出异常：

/**
 * -XX:PermSize10M -XX:MaxPermSize=10M
 */
public class PoolOom {
    public static void main(String[] args) {
        List stringList = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        while (true) {
            stringList.add(String.valueOf(i++).intern());
        }
    }
}

另外，在动态生成大量Class的引用中，容易出现方法区的内存溢出。

4. 本机直接内存溢出

DirectMemory容量通过-XX:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，默认与Java堆最大值（-Xmx）一致。
由DirectMemory导致的内存溢出，在Heap Dump文件中不会看到明显异常，如果发现OOM之后Dump文件很小，而程序中又直接或间接使用了NIO，可以考虑这方面原因。