如何理解Java中的內(nèi)存溢出問題

這篇文章主要介紹“如何理解Java中的內(nèi)存溢出問題”，在日常操作中，相信很多人在如何理解Java中的內(nèi)存溢出問題問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”如何理解Java中的內(nèi)存溢出問題”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

一、內(nèi)存溢出原因

內(nèi)存溢出就是內(nèi)存不夠，引起內(nèi)存溢出的原因有很多種，常見的有以下幾種：

1、內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù);

2、集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收;

3、代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復(fù)的對象實(shí)體;

4、使用的第三方軟件中的BUG;

5、啟動(dòng)參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過小;

當(dāng)然實(shí)際情況中內(nèi)存溢出的原因就太多了。下面我們就對這些原因分類一下：

以上的圖是基于java7來敘述的，從上面這張圖我們能夠得到如下信息：java虛擬機(jī)把內(nèi)存分為5個(gè)模塊。

(1)程序計(jì)數(shù)器：程序計(jì)數(shù)器是線程私有的，主要的作用是通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令。既然每個(gè)線程都有一個(gè)，那么這些線程的計(jì)數(shù)器是互不影響的。也不會(huì)拋出任何異常。

(2)虛擬機(jī)棧和本地方法棧：虛擬機(jī)棧描述的是java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個(gè)方法在執(zhí)行的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)連接、方法出口等信息。本地方法棧與虛擬機(jī)棧的區(qū)別是，虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行java方法服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)提供native方法服務(wù)。

在單線程的操作中，無論是由于棧幀太大，還是虛擬機(jī)棧空間太小，當(dāng)棧空間無法分配時(shí)，虛擬機(jī)拋出的都是StackOverflowError異常，而不會(huì)得到OutOfMemoryError異常。而在多線程環(huán)境下，則會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。

(3)java堆和方法區(qū)：java堆區(qū)主要存放對象實(shí)例和數(shù)組等，方法區(qū)保存類信息、常量、靜態(tài)變量等等。運(yùn)行時(shí)常量池也是方法區(qū)的一部分。這兩塊區(qū)域是線程共享的區(qū)域，只會(huì)拋出OutOfMemoryError。

不知道各位在B站看見過那個(gè)面試經(jīng)典場景沒，在回答java的內(nèi)存運(yùn)行數(shù)據(jù)區(qū)結(jié)構(gòu)時(shí)，以上的功能作用是一方面，如果回答時(shí)把內(nèi)存溢出問題添加上是一個(gè)極大的加分項(xiàng)。

二、內(nèi)存溢出實(shí)例

1、堆溢出

既然堆是存放實(shí)例對象的，那我們就無線創(chuàng)建實(shí)例對象。這樣堆區(qū)遲早會(huì)滿。

public class HeapOOM {     static class User {}  public static void main(String[] args) {    List<User> list = new ArrayList<User>();          while (true) {              list.add(new User());       }  } } /*Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError:  GC overhead limit exceeded  at com.fdd.test.HeapOOM.main(HeapOOM.java:11)*/

因?yàn)槲姨崆霸O(shè)置了堆區(qū)內(nèi)存，所以無限創(chuàng)建就會(huì)拋出異常。

2、虛擬機(jī)棧和本地方法棧溢出

Java虛擬機(jī)規(guī)范中描述了兩種異常：

如果線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)鎖允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常。

如果虛擬機(jī)在擴(kuò)展棧時(shí)無法申請到足夠的內(nèi)存空間，則拋出OutOfMemoryError異常。

第一種我們只需要使用方法遞歸調(diào)用即可模擬：

public class StackOutOfMemoryError {     public static void main(String[] args) {               test();     }     private static void go() {         System.out.println("StackOverflowError異常");         test();     } } /*Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError  at sun.nio.cs.ext.DoubleByte$Encoder.encodeLoop(DoubleByte.java:617)  at java.nio.charset.CharsetEncoder.encode(CharsetEncoder.java:579)  at sun.nio.cs.StreamEncoder.implWrite(StreamEncoder.java:271)  at sun.nio.cs.StreamEncoder.write(StreamEncoder.java:125)  at java.io.OutputStreamWriter.write(OutputStreamWriter.java:207)  at java.io.BufferedWriter.flushBuffer(BufferedWriter.java:129)  at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:526)  at java.io.PrintStream.print(PrintStream.java:597)  at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:736)  at com.fdd.test.StackOutOfMemoryError.go(StackOutOfMemoryError.java:11)  at com.fdd.test.StackOutOfMemoryError.go(StackOutOfMemoryError.java:13)*/

第二種也可以遞歸調(diào)用模擬,，但是使用的是類直接調(diào)用。

public class JavaVMStackSOF {     private int stackLength = 1;     public void stackLeak() {         stackLength++;         stackLeak();     }  public static void main(String[] args) {         JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();         oom.stackLeak();     } } /*Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:18)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    at com.lindaxuan.outofmemory.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:19)    ... */

3、方法區(qū)和運(yùn)行時(shí)常量池溢出

public class JavaMethodAreaOOM {     public static void main(String[] args) {         while (true) {             Enhancer enhancer = new Enhancer();             enhancer.setSuperclass(User.class);             enhancer.setUseCache(false);             enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {                 public Object intercept(Object obj, Method method,                       Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {                     return proxy.invokeSuper(obj, args);                 }             });             enhancer.create();         }     }     static class User {} } /*Exception in thread "main"  Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown   from the UncaughtExceptionHandler in thread "main" */

4、本機(jī)直接內(nèi)存溢出

DirectMemory容量可通過-XX: MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，則默認(rèn)與Java堆最大值  (-Xmx指定)一樣。

public class DirectMemoryOOM {     private static final int _1MB = 1024 * 1024;     public static void main(String[] args) throws Exception {         Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];         unsafeField.setAccessible(true);         Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);         while (true) {             unsafe.allocateMemory(_1MB);         }     } }

上面介紹了幾個(gè)實(shí)例，那遇到這種問題如何排查呢?

三、內(nèi)存溢出排查

排查其實(shí)最主要的就是檢查代碼，而且內(nèi)存溢出往往都是代碼的問題。當(dāng)然一下幾點(diǎn)都是需要注意的：

(1)內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大，如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù);

(2)集合類中有對對象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收;

(3)代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復(fù)的對象實(shí)體;

(4)使用的第三方軟件中的BUG;

(5)啟動(dòng)參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過小;

最后就是解決了。

第一步，修改JVM啟動(dòng)參數(shù)，直接增加內(nèi)存。

第二步，檢查錯(cuò)誤日志

第三步，對代碼進(jìn)行走查和分析，找出可能發(fā)生內(nèi)存溢出的位置。

一般情況下代碼出錯(cuò)的概率會(huì)比較大一些，當(dāng)然了不同的場景不同錯(cuò)誤總是復(fù)雜多樣的。

到此，關(guān)于“如何理解Java中的內(nèi)存溢出問題”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！