JVM内存溢出分析

java中一般的内存溢出异常多数为：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 主要是堆内存不足导致的；java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space，说明是Java虚拟机对永久代Perm内存设置不够。

那么先了解下什么是堆和栈：

Stack 栈

     ① 栈是什么

         栈也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建，它的生命期是跟随线程的生命期，线程结束栈内存也就释放，对于栈来说不存在垃圾回收问题，只要线程一结束该栈就Over，生命周期和线程一致，是线程私有的。

          基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配。

     ② 栈存储什么？

     栈帧中主要保存3类数据：

          本地变量（Local Variables）：输入参数和输出参数以及方法内的变量；

          栈操作（Operand Stack）：记录出栈、入栈的操作；

          栈帧数据（Frame Data）：包括类文件、方法等等。

     ③ 栈运行原理

     栈中的数据都是以栈帧（Stack Frame）的格式存在，栈帧是一个内存区块，是一个数据集，是一个有关方法和运行期数据的数据集，当一个方法A被调用时就产生了一个栈帧F1，并被压入到栈中，A方法又调用了B方法，于是产生栈帧F2也被压入栈，B方法又调用了C方法，于是产生栈帧F3也被压入栈…… 依次执行完毕后，先弹出后进......F3栈帧，再弹出F2栈帧，再弹出F1栈帧。

     遵循“先进后出”/“后进先出”原则。

 

Heap 堆

     堆这块区域是JVM中最大的，应用的对象和数据都是存在这个区域，这块区域也是线程共享的，也是 gc 主要的回收区，一个 JVM 实例只存在一个堆类存，堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后，需要把类、方法、常变量放到堆内存中，以方便执行器执行，堆内存分为三部分：

 

       ① 新生区

       新生区是类的诞生、成长、消亡的区域，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。新生区又分为两部分：伊甸区（Eden space）和幸存者区（Survivor pace），所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸存区有两个：0区（Survivor 0 space）和1区（Survivor 1 space）。当伊甸园的空间用完时，程序又需要创建对象，JVM的垃圾回收器将对伊甸园进行垃圾回收（Minor GC）,将伊甸园中的剩余对象移动到幸存0区。若幸存0区也满了，再对该区进行垃圾回收，然后移动到1区。那如果1去也满了呢？再移动到养老区。若养老区也满了，那么这个时候将产生Major GC（FullGCC），进行养老区的内存清理。若养老区执行Full GC 之后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常“OutOfMemoryError”。

     如果出现java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常，说明Java虚拟机的堆内存不够。原因有二：

    a.Java虚拟机的堆内存设置不够，可以通过参数-Xms、-Xmx来调整。

     b.代码中创建了大量大对象，并且长时间不能被垃圾收集器收集（存在被引用）。

     ② 养老区

         养老区用于保存从新生区筛选出来的 JAVA 对象，一般池对象都在这个区域活跃。

     ③ 永久区

         永久存储区是一个常驻内存区域，用于存放JDK自身所携带的 Class,Interface 的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的，关闭 JVM 才会释放此区域所占用的内存。

     如果出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space，说明是Java虚拟机对永久代Perm内存设置不够。原因有二：

     a. 程序启动需要加载大量的第三方jar包。例如：在一个Tomcat下部署了太多的应用。

     b. 大量动态反射生成的类不断被加载，最终导致Perm区被占满。

     说明：

     Jdk1.6及之前：常量池分配在永久代 。

     Jdk1.7：有，但已经逐步“去永久代” 。

     Jdk1.8及之后：无(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,这种错误将不会出现在JDK1.8中)。

 

     说明：方法区和堆内存的异议：

     实际而言，方法区和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储虚拟机加载的：类信息+普通常量+静态常量+编译器编译后的代码等等，虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它却还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。

     对于HotSpot虚拟机，很多开发者习惯将方法区称之为“永久代（Parmanent Gen）”,但严格本质上说两者不同，或者说使用永久代来实现方法区而已，永久代是方法区的一个实现，jdk1.7的版本中，已经将原本放在永久代的字符串常量池移走。

     常量池（Constant Pool）是方法区的一部分，Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

 

5.堆内存调优简介

代码测试：

 

<span style="font-family:'Microsoft YaHei';font-size:14px;">public class JVMTest {
     public static void main(String[] args){
          long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();//返回Java虚拟机试图使用的最大内存量。
          Long totalMemory = Runtime. getRuntime().totalMemory();//返回Java虚拟机中的内存总量。
          System.out.println("MAX_MEMORY ="+maxMemory +"(字节)、"+(maxMemory/(double)1024/1024) + "MB");
          System.out.println("TOTAL_ MEMORY = "+totalMemory +"(字节)"+(totalMemory/(double)1024/1024) + "MB");
     }
}</span>

说明：在Run as ->Run Configurations中输入"-XX:+PrintGCDetails"可以查看堆内存运行原理图：

(1) 在jdk1.7中：

 (2) 在jdk1.8中:

 

6.通过参数设置自动触发垃圾回收：

public class JVMTest {

     public static void main(String[] args){

          long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();//返回Java虚拟机试图使用的最大内存量。

          Long totalMemory = Runtime. getRuntime().totalMemory();//返回Java虚拟机中的内存总量。

          System.out.println("MAX_MEMORY ="+maxMemory +"(字节)、"+(maxMemory/(double)1024/1024) + "MB");

          System.out.println("TOTAL_ MEMORY = "+totalMemory +"(字节)"+(totalMemory/(double)1024/1024) + "MB");

          String str = "www.baidu.com";

          while(true){

              str += str + new Random().nextInt(88888888) + new Random().nextInt(99999999);

          }

     }

}

 原文参考：https://blog.csdn.net/Luomingkui1109/article/details/72820232