内存溢出是指应用系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多,最终使得程序运行要用到的内存大于虚拟机能提供的最大内存。
引起内存溢出的原因有很多种,常见的有以下几种:
1.内存中加载的数据量过于庞大,如一次从数据库取出过多数据;
2.集合类中有对对象的引用,使用完后未清空,使得JVM不能回收;
3.代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体;
4.使用的第三方软件中的BUG;
5.启动参数内存值设定的过小;
内存溢出的解决方案:
第一步,修改JVM启动参数,直接增加内存。(-Xms,-Xmx参数一定不要忘记加。)
第二步,检查错误日志,查看“OutOfMemory”错误前是否有其它异常或错误。
第三步,对代码进行走查和分析,找出可能发生内存溢出的位置。
重点排查以下几点:
1.检查对数据库查询中,是否有一次获得全部数据的查询。一般来说,如果一次取十万条记录到内存,就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽,在上线前,数据库中数据较少,不容易出问题,上线后,数据库中数据多了,一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。
2.检查代码中是否有死循环或递归调用。
3.检查是否有大循环重复产生新对象实体。
4.检查对数据库查询中,是否有一次获得全部数据的查询。一般来说,如果一次取十万条记录到内存,就可能引起内存溢出。这个问题比较隐蔽,在上线前,数据库中 数据较少,不容易出问题,上线后,数据库中数据多了,一次查询就有可能引起内存溢出。因此对于数据库查询尽量采用分页的方式查询。
5.检查List、MAP等集合对象是否有使用完后,未清除的问题。List、MAP等集合对象会始终存有对对象的引用,使得这些对象不能被GC回收。
第四步,使用内存查看工具动态查看内存使用情况
从内存溢出看Java 环境中的内存结构
作为有个java程序员,我想大家对下面出现的这几个场景并不陌生,倍感亲切,深恶痛绝,抓心挠肝,一定会回过头来问为什么为什么为什么会这样,嘿嘿,让我们看一下我们日常在开发过程中接触内存溢出的异常:
Exception in thread "main" [Full GCjava.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source) at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source) at java.util.ArrayList.grow(Unknown Source) at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(Unknown Source) at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(Unknown Source) at java.util.ArrayList.add(Unknown Source) at oom.HeapOOM.main(HeapOOM.java:21)
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError at java.nio.CharBuffer.arrayOffset(Unknown Source) at sun.nio.cs.UTF_8.updatePositions(Unknown Source) at sun.nio.cs.UTF_8$Encoder.encodeArrayLoop(Unknown Source) at sun.nio.cs.UTF_8$Encoder.encodeLoop(Unknown Source) at java.nio.charset.CharsetEncoder.encode(Unknown Source) at sun.nio.cs.StreamEncoder.implWrite(Unknown Source) at sun.nio.cs.StreamEncoder.write(Unknown Source) at java.io.OutputStreamWriter.write(Unknown Source) at java.io.BufferedWriter.flushBuffer(Unknown Source) at java.io.PrintStream.write(Unknown Source) at java.io.PrintStream.print(Unknown Source) at java.io.PrintStream.println(Unknown Source)
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method) at oom.DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:23)
是不是有大家很熟悉的,遇见这样的问题解决起来可能不简单,但是如果现在让大家写个程序,故意让程序出现下面的异常,估计能很快写出来的也不是很多,这就要求开发人员对于java内存区域以及jvm规范有比较深的了解。
既然抛出了异常,首先我们肯定这些都是内存异常,只是内存异常中的不同种类,我们就试着了解一下为什么会出现以上的异常,可以看出有两种异常状况::
OutOfMemoryError
StackOverflowError
其中OutOfMemoryError是在程序无法申请到足够的内存的时候抛出的异常,StackOverflowError是线程申请的栈深度大于虚拟机所允许的深度所抛出的异常。 可是从上面列出的异常内容也可以看出在OutOfMemoryError类型的一场中也存在这很多异常的可能。这是为什么?以为是在内存的不同结构中出现的错误,所以抛出的异常也就形形色色,说道这我们不得不介绍一下java的内存结构,请看下图(从网上摘的):
在运行时的内存区域有5个部分,Method Area(方法区),Java stack(java 虚拟机栈),Native MethodStack(本地方法栈),Heap(堆),Program Counter Regster(程序计数器)。从图中看出方法区和堆用黄色标记,和其他三个区域的不同点就是,方法区和堆是线程共享的,所有的运行在jvm上的程序都能访问这两个区域,堆,方法区和虚拟机的生命周期一样,随着虚拟机的启动而存在,而栈和程序计数器是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。
Program Counter Regster(程序计数器):每一个用户线程对应一个程序计数器,用来指示当前线程所执行字节码的行号。由程序计数器给文字码解释器提供吓一条要执行的字节码的的位置。根据jvm规范,在这个区域中不会抛出OutOfMemoryError的内存异常。
Java stack(java 虚拟机栈):这个区域是最容易出现内存异常的区域,每一个线程对应生成一个线程栈,线程每执行一个方法的时候,都会创建一个栈帧,用来存放方法的局部变量表,操作树栈,动态连接,方法入口,这和C#是不一样的,在C#CLR中没有栈帧的概念,都是在线程栈中通过压栈和出栈的方式进行数据的保存。jvm规范对这个区域定义了两种内存异常,OutOfMemoryError,StackOverflowError。
Native MethodStack(本地方法栈):和虚拟机栈一样,不同的是处理的对象不一样,虚拟机栈处理java的字节码,而本地栈则是处理的Native方法。其他方面一致。
Heap(堆):前面说了堆是所有线程都能访问的,随着虚拟机的启动而存在,这块区域很大,因为所有的线程都在这个区域保存实例化的对象,因为每一个类型中,每个接口实现类需要的内存不一样,一个方法内的多个分支需要的内存也不尽相同,我们只有在运行的时候才能知道要创建多少对象,需要分配多大的地址空间。GC关注的正是这样的部分内容,所以很多时候也将堆称为GC堆。堆中肯定不会抛出StackOverflowError类型的异常,所以只有OutOfMemoryError相关类型的异常。
Method Area(方法区):用于存放已被虚拟机加载的类信息,常量,静态方法,即使编译后的代码。同样只能抛出OutOfMemoryError相关类型的异常。
介绍完jvm内存结构中的常见区域,下面该是和我们主题呼应的时候了,在什么情况下,在那个区域,如何才能复现开始提到的异常信息?从第一个开始,异常信息的内容为:
Exception in thread "main" [Full GCjava.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source) at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source) at java.util.ArrayList.grow(Unknown Source) at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(Unknown Source) at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(Unknown Source) at java.util.ArrayList.add(Unknown Source) at oom.HeapOOM.main(HeapOOM.java:21)
可想而知是在堆中出现的问题,如何重现,由于是在堆中出现这个异常