JVM异常之：堆溢出OutofMemoryError

1、堆溢出

Java 堆内存的OutOfMemoryError异常是实际应用中最常见的内存溢出异常情况。出现Java 堆内存溢出时，异常堆栈信息“java.lang.OutOfMemoryError”会跟着进一步提示“Java heap space”。

要解决这个区域的异常，一般的手段是首先通过内存映像分析工具（如Eclipse Memory Analyzer）对dump 出来的堆转储快照进行分析，重点是确认内存中的对象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）。使用Eclipse Memory Analyzer 打开的堆转储快照文件。

如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots 的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Roots 相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄漏对象的类型信息，以及GC Roots 引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。

如果不存在泄漏，换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（-Xmx 与-Xms），与机器物理内存对比看是否还可以调大，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。

以上是处理Java 堆内存问题的简略思路，处理这些问题所需要的知识、工具与经验在后面的几次分享中我会做一些额外的分析。

示例：

package com.dxz.jvm;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @Described：堆溢出测试
 * @VM args:-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -XX:+PrintGCDetails
 */
public class HeapOutOfMemory {

    public static void main(String[] args) {
        List<TestObject> cases = new ArrayList<TestObject>();
        HeapOutOfMemory heapOutOfMemory = new HeapOutOfMemory();
        while (true) {
            cases.add(heapOutOfMemory.new TestObject());

        }
    }

    public class TestObject {
        private double a = 34.53;
        private Integer b = 9999999;
    }
}

结果：

2、常量池溢出（常量池都有哪些信息，我们在后续的JVM类文件结构中详细描述）

2.1、方法区溢出（Perm持久代溢出）

在jdk1.6及之前的版本中，常量池放在Perm区也即是方法区中，所以在jdk1.6版本中，常量池溢出可以说是方法区溢出。

方法区溢出的示例见《JVM体系结构之七：持久代、元空间(Metaspace) Metaspace 之三--了解String类的intern()方法、常量池介绍、常量池从Perm-->Heap》

在网络上看到一个cglib导致的方法区溢出的示例：

package com.dxz.jvm;

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
 */
public class MethodAreaOutOfMemory {

    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(MethodAreaOutOfMemory.TestObject.class);
            enhancer.setUseCache(false);
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable {
                    return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
                }
            });
            enhancer.create();
        }
    }

    public static class TestObject {
        private double a = 34.53;
        private Integer b = 9999999;
    }
}

运行结果：

1. Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
2. at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
3. at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:632)
4. at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:616)
5. ... 8 more

方法区溢出也是一种常见的内存溢出异常，一个类要被垃圾收集器回收掉，判定条件是比较苛刻的。在经常动态生成大量Class的应用中，需要特别注意类的回收状况。这类场景除了上面提到的程序使用了CGLib字节码增强和动态语言之外，常见的还有：大量JSP或动态产生JSP文件的应用（JSP第一次运行时需要编译为Java类）、基于OSGi的应用（即使是同一个类文件，被不同的加载器加载也会视为不同的类）等。

2.2、常量池导致的堆溢出

在jdk1.7以后，perm持久代已经被移除，常量池也放到了堆中，其导致的溢出也变成了堆溢出。

示例见《JVM体系结构之七：持久代、元空间(Metaspace) Metaspace 之三--了解String类的intern()方法、常量池介绍、常量池从Perm-->Heap》