Java內存區域與內存溢出異常

Java內存區域與內存溢出異常

• 運行時數據區域
  • 程序計數器
    • 記錄當前線程執行的字節碼的行號（指令地址）
    • 線程私有
    • 惟一一個沒有規定任何OutOfMemoryError的區域
  • Java虛擬機棧
    • 線程私有
    • Java方法執行的內存模型：方法執行時，會建立一個棧幀，存儲局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口等信息。
    • 咱們平時說的「棧內存」，是指Java虛擬機棧中的局部變量表。變量局部表存儲基本數據類型、對象引用類型。
    • 兩種異常
      • 線程請求的棧深度大於虛擬機所容許的深度，拋出StackOverflowError異常
      • 虛擬機棧動態擴展時，沒法申請到足夠的內存，拋出OutOfMemoryError異常
  • 本地方法棧
    • 虛擬機棧爲虛擬機執行Java方法服務
    • 本地方法棧爲虛擬機使用到的Native方法服務，做用於虛擬機棧類似
    • 拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常
  • Java堆
    • 全部線程共享，存放對象實例
    • 堆內沒有內存完成實例分配，而且堆也沒法擴展時，拋出OutOfMemoryError異常
  • 方法區
    • 全部線程共享
    • 存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據
    • 方法區沒法知足內存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常
• OutOfMemoryError異常
  • Java堆溢出
    • 代碼

    public class HeapOOM {
        static class OOMObject {
    
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            List<OOMObject> list = new ArrayList<>();
            while (true) {
                list.add(new OOMObject());
            }
        }
    }

    • 設置虛擬機參數

      -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=C:\Users\xxx\Desktop

    • 異常以下

      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)
      Heap dump file created [28207505 bytes in 0.158 secs]
      at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:227)
      at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:458)
      at HeapOOM.main(HeapOOM.java:15)

    • 分析異常
      • 將dump下來的堆轉儲快照文件導入Eclipse Memory Analyzer工具
      • 點擊Histogram查看類對象佔用的空間大小，以下
        
      • 程序經過不斷的建立OOMObject對象，致使堆被迅速的佔滿，從而出現堆內存溢出
  • 虛擬機棧和本地方法棧溢出
    • 代碼

    public class JavaVMStackSOF {
        private int stackLength = 1;
    
        public void stackLeak() {
            stackLength++;
            stackLeak();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
            try {
                oom.stackLeak();
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("stack length：" + oom.stackLength);
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    • 虛擬機參數：-Xss128k
    • 異常以下

    Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    	at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:8)
    	at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:9)
    	at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:9)
    	at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:9)
    	at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:9)
    	at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:9)
    ........

  • 方法區和運行時常量池溢出
    • 代碼

    public class RuntimeConstantPoolOOM {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            int i = 0;
            while (true) {
                list.add(String.valueOf(i++).intern());
            }
        }
    }

    • 虛擬機參數：-Xms10m -Xmx10m
    • 異常以下

    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    	at java.lang.Integer.toString(Integer.java:403)
    	at java.lang.String.valueOf(String.java:3099)
    	at RuntimeConstantPoolOOM.main(RuntimeConstantPoolOOM.java:12)