Java内存溢出和内存泄露

1.介绍

1.1 内存溢出和内存泄漏

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。就是我们常见的异常java.lang.OutOfMemoryError，简称OOM。

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。英文Memory Leak。

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。

2.内存溢出

2.1 栈溢出

首先搞清楚java栈空间存储的是什么。java栈空间是线程私有的，是java方法执行的内存模型。每个方法执行时都会在java栈空间产生一个栈帧，存放方法的变量表，返回值等信息，方法的执行到结束就是一个栈帧入栈到出栈的过程。

所以栈溢出的原因一般是循环调用方法导致栈帧不断增多，栈深度不断增加，最终没有内存可以分配，出现StackOverflowError。栈内存溢出一般是程序错误导致，如递归死循环等等。

2.2 堆溢出

java堆是线程共有的区域，主要用来存放对象实例，几乎所有的java对象都在这里分配内存，也是JVM内存管理最大的区域。java堆内存分年轻代和年老代，堆内存溢出一般是年老代溢出。当程序不断地创建大量对象实例并且没有被GC回收时，就容易产生内存溢出。当一个对象产生时，主要过程是这样的：

JVM首先在年轻代的Eden区为它分配内存；

若分配成功，则结束，否则JVM会触发一次Young GC，试图释放Eden区的不活跃对象；

如果释放后还没有足够的内存空间，则将Eden区部分活跃对象转移到Suvivor区，Suvivor区长期存活的对象会被转移到老年代；

当老年代空间不够，会触发Full GC，对年老代进行完全的垃圾回收；

回收后如果Suvivor和老年代仍没有充足的空间接收从Eden复制过来的对象，使得Eden区无法为新产生的对象分配内存，即溢出。

由此可见，当程序不断地创建大量对象实例并且没有被GC回收时，就容易产生内存溢出。堆内存溢出很可能伴随内存泄漏，应首先排查可能泄露的对象，再通过工具检查GC roots引用链，从而发现泄露对象是由于何种引用关系使得GC无法回收他们；若不存在内存泄漏，换句话说就是内存中的对象还都需要继续存活，则可通过修改虚拟机的堆参数将堆内存增大。

2.3 永久代溢出

永久代也是java堆内存的一部分，主要用来存放Class的相关信息，如类名，访问修饰符等等。一般永久代溢出的原因是动态加载大量的Class并且没有及时被GC回收。只能通过调整永久代内存参数的方式解决。

2.4 java常见的几种内存溢出及解决方法

【情况一】

【解释】：

java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspace：这种是java堆内存不够，一个原因是真不够（如递归的层数太多等），另一个原因是程序中有死循环；

【解决方案】：

如果是java堆内存不够的话，可以通过调整JVM下面的配置来解决：

  -Xms3062m

  -Xmx3062m

【情况二】

【解释】：

java.lang.OutOfMemoryError:GCoverheadlimitexceeded

JDK6新增错误类型，当GC为释放很小空间占用大量时间时抛出；一般是因为堆太小，导致异常的原因，没有足够的内存。

【解决方案】：

  1、查看系统是否有使用大内存的代码或死循环；

  2、通过添加JVM配置，来限制使用内存：

        -XX:-UseGCOverheadLimit

【情况三】

【解释】：

java.lang.OutOfMemoryError:PermGenspace：这种是P区内存不够，可通过调整JVM的配置：

【解决方案】：

  -XX:MaxPermSize=128m

  -XXermSize=128m

【注】：

JVM的Perm区主要用于存放Class和Meta信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGenspace，这个区域成为年老代，GC在主程序运行期间不会对年老区进行清理，默认是64M大小，当程序需要加载的对象比较多时，超过64M就会报这部分内存溢出了，需要加大内存分配，一般128m足够。

【情况四】：

  java.lang.OutOfMemoryError:Directbuffermemory

【解决方案】：

  调整-XX:MaxDirectMemorySize=参数，如添加JVM配置：

  -XX:MaxDirectMemorySize=128m

【情况五】：

【解释】：

java.lang.OutOfMemoryError:unabletocreatenewnativethread

Stack空间不足以创建额外的线程，要么是创建的线程过多，要么是Stack空间确实小了。

【解决方案】：由于JVM没有提供参数设置总的stack空间大小，但可以设置单个线程栈的大小；而系统的用户空间一共是3G，除了Text/Data/BSS/MemoryMapping几个段之外，Heap和Stack空间的总量有限，是此消彼长的。因此遇到这个错误，可以通过两个途径解决：1.通过-Xss启动参数减少单个线程栈大小，这样便能开更多线程（当然不能太小，太小会出现StackOverflowError）；2.通过-Xms-Xmx两参数减少Heap大小，将内存让给Stack（前提是保证Heap空间够用）。

【情况六】：

【解释】：

java.lang.StackOverflowError

这也内存溢出错误的一种，即线程栈的溢出，要么是方法调用层次过多（比如存在无限递归调用），要么是线程栈太小。

【解决方案】：优化程序设计，减少方法调用层次；调整-Xss参数增加线程栈大小。

3.内存泄漏

3.1 为什么会产生内存泄漏

当一个对象已经不需要再使用本该被回收时，另外一个正在使用的对象持有它的引用从而导致它不能被回收，这导致本该被回收的对象不能被回收而停留在堆内存中，这就产生了内存泄漏。