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這篇文章給大家分享的是有關Java8虛擬機內存溢出的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。
相信很多JAVA中高級的同學在面試的時候會經常碰到一個面試題
你是如何在工作中對JVM調優和排查定位問題的？
事實上，如果用戶量不大的情況下，在你的代碼還算正常的情況下，在工作中除非真正碰到與JVM相關的問題是少之又少，就算碰到了也是由公司的一些大牛去排查解決，那么我們又如何積累這方面的經驗呢？下面由沖鍋帶大家一起來實踐JVM的調優吧
注意我們平常所說的JVM調優一般指Java堆，Java虛擬機棧參數調優
先來一段代碼示例，注意筆者用的是IDEA工具，需要配置一下VM options 為-Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，如果不清楚的百度一下如何配置idea的JVM運行參數
package com.example.demo.jvm;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @Author: Wang Chong
* @Date: 2019/9/22 9:37
* @Version: V1.0
*/
public class HeapOutMemoryTest {
static class ChongGuo {
}
public static void main(String[] args) {
List<ChongGuo> chongGuos = new ArrayList<>();
while (true) {
chongGuos.add(new ChongGuo());
}
}
}運行結果如下：
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space Dumping heap to java_pid9352.hprof ... Heap dump file created [28701160 bytes in 0.122 secs] Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210) at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181) at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:261) at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:235) at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:227) at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:458) at com.example.demo.jvm.HeapOutMemoryTest.main(HeapOutMemoryTest.java:18) Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:54599', transport: 'socket'
可以看到控制臺出現java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space的錯誤，這是為什么呢，首先先解釋一下上面的運行參數
-Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-Xms20m:設置JVM最小內存為20m。此值可以設置與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內存
-Xmx20m:設置JVM最大可用內存20M
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 表示當JVM發生OOM時，自動生成DUMP文件
下面我們分析一下出錯的原因，用JProfiler分析一下，打開剛才生成的名為java_pid9352.hprof的dump文件。可以看到根據（InstanceXcount和Size）基本可以確定哪個類的對象出現問題,在上面示例中，可以是ChongGuo這個實例生在數量的大小已經超過12M，但沒有超過20M，那么新問題又來了？沒到20M為啥會報堆內存溢出呢？
答案就是JDK8中堆內存中還包括Metaspace,即元內存空間，在元空間出現前JDK1.7之前在JDK7以及其前期的JDK版本號中。堆內存通常被分為三塊區域Nursery內存(young generation)、長時內存(old generation)、永久內存(Permanent Generation for VM Matedata)，如下圖
當中最上一層是年輕代，一個對象被創建以后首先被放到年輕代中的Eden內存中，假設存活期超兩個Survivor之后就會被轉移到長時內存中(Old Generation)中永久內存中存放著對象的方法、變量等元數據信息。通過假設永久內存不夠。我們就會得到例如以下錯誤：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen
而在JDK8中情況發生了明顯的變化，就是普通情況下你都不會得到這個錯誤，原因
在于JDK8中把存放元數據中的永久內存從堆內存中移到了本地內存(native memory)
中，JDK8中JVM堆內存結構就變成了例如以下：
如果我啟動VM參數加上：-XX:MaxMetaspaceSize=1m，重新運行一下上面的程序，
Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:56433', transport: 'socket' java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace Dumping heap to java_pid9232.hprof ... Heap dump file created [1604635 bytes in 0.024 secs] FATAL ERROR in native method: processing of -javaagent failed Exception in thread "main" Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:56433', transport: 'socket' Process finished with exit code 1
可以發現報錯信息變成了java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace,說明元空間不夠，我改成到大概4m左右才能滿足啟動條件。
在Java虛擬機規范中描述了兩種異常：
如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常
如果虛擬機在擴展棧無法申請到足夠的內存空間，則拋出OutOfMemoryError異常
StackOverflowError比較好測試，測試代碼如下：
package com.example.demo.jvm;
/**
* @Author: Wang Chong
* @Date: 2019/9/22 19:09
* @Version: V1.0
*/
public class StackOverflowTest {
/**
* 棧大小
*/
private int stackLength = 1;
/**
* 遞歸壓棧
*/
public void stackLeak() {
stackLength++;
stackLeak();
}
public static void main(String[] args) {
StackOverflowTest stackOverflowTest = new StackOverflowTest();
try {
stackOverflowTest.stackLeak();
} catch (Throwable e) {
System.out.println("stack length is :" + stackOverflowTest.stackLength);
throw e;
}
}
}運行結果如下：
Exception in thread "main" stack length is :20739 java.lang.StackOverflowError at com.example.demo.jvm.StackOverflowTest.stackLeak(StackOverflowTest.java:20) at com.example.demo.jvm.StackOverflowTest.stackLeak(StackOverflowTest.java:20)
在VM參數-Xss參數未設置的情況下，該線程的內存支持的棧深度為20739，該測試結果與機器的內存大小有關，不過上面的第二點如何測試呢？正常來說如果是單線程，則難以測試內存泄露的情況，那么多線程呢？我們看一下以下測試代碼：
package com.example.demo.jvm;
/**
* @Author: Wang Chong
* @Date: 2019/9/22 19:09
* @Version: V1.0
*/
public class StackOOMTest implements Runnable{
/**
* 棧大小
*/
private int stackLength = 1;
/**
* 遞歸壓棧
*/
public void stackLeak() {
stackLength++;
stackLeak();
}
public static void main(String[] args) {
while (true){
StackOOMTest stackOverflowTest = new StackOOMTest();
new Thread(stackOverflowTest).start();
}
}
@Override
public void run() {
stackLeak();
}
}如果系統不假死的情況下，會出現Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:unable to create new native thread
字符型常量池溢出，在JAVA8中也是堆溢出，測試代碼如下：
package com.example.demo.jvm;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @Author: Wang Chong
* @Date: 2019/9/22 19:44
* @Version: V1.0
*/
public class RuntimePoolOOMTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
int i = 0;
while (true) {
list.add(String.valueOf(i).intern());
}
}
}結果如下：
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210) at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181) at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:261) at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:235) at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:227) at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:458) at com.example.demo.jvm.RuntimePoolOOMTest.main(RuntimePoolOOMTest.java:17) Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:50253', transport: 'socket'
證明字符常量池已經在Java8中是在堆中分配的。
在Java7之前，方法區位于永久代(PermGen)，永久代和堆相互隔離，永久代的大小在啟動JVM時可以設置一個固定值，不可變；Java8仍然保留方法區的概念，只不過實現方式不同。取消永久代，方法存放于元空間(Metaspace)，元空間仍然與堆不相連，但與堆共享物理內存，邏輯上可認為在堆中
測試代碼如下，為快速看出結果，請加入VM參數-Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:MaxMetaspaceSize=10m：
package com.example.demo.jvm;
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
/**
* @Author: Wang Chong
* @Date: 2019/9/22 19:56
* @Version: V1.0
*/
public class MethodAreaOOMTest {
public static void main(String[] args) {
while (true) {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
enhancer.setUseCache(false);
enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (o, method, objects, methodProxy) -> methodProxy.invokeSuper(o,
objects));
enhancer.create();
}
}
static class OOMObject {
}
}運行結果如下：
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace Dumping heap to java_pid8816.hprof ... Heap dump file created [6445908 bytes in 0.039 secs] Exception in thread "main" org.springframework.cglib.core.CodeGenerationException: java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:345) at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.generate(Enhancer.java:492) at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData.get(AbstractClassGenerator.java:114) at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:291) at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:480) at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:305) at com.example.demo.jvm.MethodAreaOOMTest.main(MethodAreaOOMTest.java:19) Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at org.springframework.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:459) at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:336) ... 6 more Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method) at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763) ... 11 more Process finished with exit code 1
元空間內存報錯，證明方法區的溢出與元空間相關。
總結如下：
正常JVM調優都是針對堆內存和棧內存、元空間的參數做相應的改變
元空間并不在虛擬機中，而是使用本地內存。因此，默認情況下，元空間的大小僅受本地內存限制，但可以通過以下參數來指定元空間的大小：
-XX:MetaspaceSize，初始空間大小，達到該值就會觸發垃圾收集進行類型卸載，同時GC會對該值進行調整：如果釋放了大量的空間，就適當降低該值；如果釋放了很少的空間，那么在不超過MaxMetaspaceSize時，適當提高該值。
-XX:MaxMetaspaceSize，最大空間，默認是沒有限制的。
字符串池常量池在每個VM中只有一份，存放的是字符串常量的引用值,存放在堆中
感謝各位的閱讀！關于“Java8虛擬機內存溢出的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
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