内存溢出和内存泄露的区别

概念

内存溢出：是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用。比如，申请了一个整数的内存，但实际存了一个需要 long 类型来存储的数，这就会导致内存溢出。系统无法满足程序需要的内存大小，导致溢出。

内存泄漏：是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间。虽然单个内存泄漏可能不会带来太大问题，但随着内存泄漏的积累，系统的可用内存空间会逐渐减少。就像一个容器只能装4个水果，但你却放了5个，结果溢出并掉落在地上。内存泄漏最终可能会导致内存耗尽，也就是内存溢出。

内存溢出分类

1. PermGen Space

   • PermGen（Permanent Generation）是指JVM内存的永久保存区域，存放类和Meta信息。这个区域不同于存放实例的Heap区域，且在运行期间GC不会对其进行清理。如果应用中有大量的Class信息，就可能出现PermGen Space错误。
   • 比如，在Web服务器中对JSP进行precompile时，或者应用中使用了大量第三方jar文件超出默认大小（4M）都可能导致此错误。

2. Java Heap Space

   • Java Heap是用于存储实例对象的内存区域。默认情况下，其大小为物理内存的1/64，最大空间为物理内存的1/4。如果内存剩余不到40%，JVM会增大堆到最大设置值，超过70%，则会减小堆到最小设置值。
   • 通常，Xmx和Xms设置相同避免频繁调整虚拟机堆的大小。如果Xms超过了Xmx值，或者堆和非堆的总和超过了物理内存限制都会导致启动问题。

内存泄漏分类

1. 常发性内存泄漏：代码重复执行导致内存泄漏。
2. 偶发性内存泄漏：在特定环境或操作过程下才会发生的内存泄漏。
3. 一次性内存泄漏：发生一次或由于算法上的缺陷导致总会有一块内存泄漏。
4. 隐式内存泄漏：程序运行过程中不断分配内存，但最终才释放，可能最终耗尽系统所有内存。

发生场景以及解决方法

内存溢出

内存溢出通常由以下原因引起：

1. 过多数据加载：从数据库等源加载大量数据到内存可能引发溢出。
2. 未清空集合中的对象引用：集合中对象引用未被清空，导致JVM无法回收。
3. 死循环或对象重复创建：存在代码中的无限循环或重复创建大量对象。
4. 第三方软件中的问题：使用的第三方软件存在bug导致内存溢出。
5. 启动参数内存值设定过小：设置的启动参数不足以支持应用所需内存。

解决内存溢出的方法：

1. 调整JVM启动参数：增加内存限制（使用 -Xms 和 -Xmx 参数）。
2. 检查错误日志：查看 "OutOfMemory" 错误前是否有其他异常或错误。
3. 代码审查和分析：检查可能导致内存溢出的代码部分。

具体排查重点：

1. 数据查询优化：避免一次性加载过多数据库数据，尤其使用分页查询方式。
2. 死循环和递归调用：审查代码中是否存在无限循环或过度递归。
3. 对象重复创建：检查代码，确保大循环未创建大量重复对象。
4. 集合对象引用清除：确认集合对象在使用完后进行清除，避免持有无用对象的引用。
5. 动态内存查看工具：使用内存查看工具实时监控和分析内存使用情况。

内存泄漏

具体排查重点：

检测工具

• Valgrind和Dmalloc：这些工具能够跟踪内存的分配和释放，输出内存使用情况以及追踪错误，帮助发现潜在的内存泄漏。

日志记录

• 记录内存申请和释放：在代码中添加日志记录，包括内存的申请、释放以及使用情况。观察日志可以发现潜在的内存泄漏。

性能分析器

• gprof和perf：这些性能分析工具可以识别性能瓶颈和内存使用情况，用于检测内存泄漏问题。

解决方法

• 智能指针的使用：采用智能指针（如std::shared_ptr或std::unique_ptr）来管理内存，自动释放内存并避免泄漏。
• 手动释放内存：在代码中手动添加释放内存的语句，确保每次申请的内存都得到释放。
• 定期清理缓存：缓存、连接池等容易导致泄漏，定期清理这些资源可以有效避免内存泄漏。
• 增加内存判断：在程序中增加内存判断的代码，例如使用assert等断言库，确保内存的正确使用。