Java虚拟机之内存溢出异常--OutOfMemoryError异常

针对HotSpot虚拟机

1.Java堆溢出

Java堆用于存储对象实例，只要不断地创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么在对象数量到达最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。

与内存相关的虚拟机参数：

-Xms：堆的最小值

-Xmx：堆的最大值

将-Xms参数和-Xmx参数设置为一样，即可避免堆自动扩展。

通过参数-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出异常时Dump出当前的内存堆转储快照以便事后进行分析。

解决异常：

先通过内存映像分析工具对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）。

如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄露对象到GC Roots的引用链。于是就能找出泄露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。掌握了泄露对象的类型信息及GC Roots的引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄露代码的位置。

如果不存在泄露，换句话说，即使内存中对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（-Xms与-Xmx），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。

2.虚拟机栈和本地方法栈溢出

HotSpot虚拟机中并不区分虚拟机栈和本地方法栈。

与内存相关的虚拟机参数：

-Xss：栈容量大小

在单个线程下，无论是由于栈帧太大还是虚拟机栈容量太小，当内存无法分配的时候，虚拟机抛出的都是StackOverFlowError异常。

通过不断的建立线程的方式可以产生内存溢出异常，但是这样产生的内存溢出异常与栈空间是否足够大并不存在任何联系，或者准确地说，在这种情况下，为每个线程的栈分配的内存越大，反而越容易产生内存溢出异常。

理解：操作系统分配给每个线程的内存是有限制的，譬如32位的Windows限制为2GB。剩余的内存为2GB（操作系统限制）减去Xmx（最大堆容量），再减去MaxPermSize（最大方法区容量），程序计数器消耗内存很小，忽略不计。如果虚拟机进程本身耗费的内存不计算在内，剩下的内存就由虚拟机栈和本地方法栈”瓜分“了。每个线程分配到的栈容量越大，可以建立的线程数量自然就越少，建立线程时就越容易把剩下的内存耗尽。

如果是建立过多线程导致的内存溢出，在不能减少线程数或者更换64位虚拟机的情况下，就只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线程。

3.方法区和运行时常量池溢出

运行时常量池时方法区的一部分。

String.intern()是一个Native方法，它的作用是：如果字符串常量池中已经包含一个等于此String对象的字符串，则返回代表池中这个字符串的String对象；否则，将此String对象包含的字符串添加到常量池中，并且返回String对象的引用。

方法区存放的是Class的相关信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。对于这些区域的测试，基本的思路是运行时产生大量的类取填满方法区，直至溢出。

4.本机直接内存溢出

DirectMemory容量可通过-XX：MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，则默认与Java堆最大值（-Xmx指定）一样。

由DirectMemory导致的内存溢出，一个明显的特征是在Heap Dump文件中不会看见明显的异常，如果发现OOM之后Dump文件很小，而程序中又直接或间接使用了NIO，那可以考虑检查是不是这方面的原因。

参考自：《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第2版)》周志明