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深入理解Java虚拟机笔记1: OOM实战

原创 Java 作者:zhuyiquan90 时间:2018-06-29 09:26:25 2 删除 编辑

通过代码模拟Java虚拟机规范中描述的各个运行时区域内存溢出的场景。

首先,虚拟机启动参数配置如下:

-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8
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输出:

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2245)
    at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2219)
    at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:213)
    at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:187)
    at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:411)
    at HeapOOM.main(HeapOOM.java:15)
Heap
 def new generation   total 9216K, used 8920K [0x32570000, 0x32f70000, 0x32f70000)
  eden space 8192K, 100% used [0x32570000, 0x32d70000, 0x32d70000)
  from space 1024K, 71% used [0x32d70000, 0x32e26040, 0x32e70000)
  to   space 1024K, 0% used [0x32e70000, 0x32e70000, 0x32f70000)
 tenured generation   total 10240K, used 5693K [0x32f70000, 0x33970000, 0x33970000)
   the space 10240K, 55% used [0x32f70000, 0x334ff7f8, 0x334ff800, 0x33970000)
 compacting perm gen  total 12288K, used 135K [0x33970000, 0x34570000, 0x37970000)
   the space 12288K, 1% used [0x33970000, 0x33991dd8, 0x33991e00, 0x34570000)
    ro space 10240K, 45% used [0x37970000, 0x37df1888, 0x37df1a00, 0x38370000)
    rw space 12288K, 54% used [0x38370000, 0x389f04f8, 0x389f0600, 0x38f70000)
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2. 虚拟机栈和本地方法栈溢出

    2.1 StackOverflowError

    虚拟机抛出StackOverflowError异常,输出:

    Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
        at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:7)
        at JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:8) ...
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    需要注意,为每个线程的栈分配的内存越大,反而越容易产生栈内存溢出异常。  
    这个不难理解,每个线程分配到栈容量越大,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。  
    因此,可以通过 “减少内存” 的手段来解决栈内存溢出问题。
    /**
     * 
     * 
     * 功能描述: 栈OutOfMemoryError 
     * VM Args:-Xss2M 调大单线程可使用栈空间大小
     * @author zhuyiquan90
     * @created 2017-9-1 上午11:20:06
     * @version 1.0.0
     * @date 2017-9-1 上午11:20:06
     */ public class JavaVMStackOOM { private void dontStop() { while (true) {
            }
        } public void stackLeakByThread() { while (true) {
                Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() {
                        dontStop();
                    }
                });
                thread.start();
            }
        } public static void main(String[] args) {
            JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();
            oom.stackLeakByThread();
        }
    }
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    3. 方法区和运行时常量池溢出

    JDK 1.7开始逐步“去永久代化”。在JDK 1.6及之前的版本,由于常量池分配在永久代,可以通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize限制方法区大小,从而间接限制常量池容量。

    import java.util.ArrayList; import java.util.List; /**
     * 
     * 
     * 功能描述: 运行时常量池内存溢出
     * VM Args: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
     * @author 作者 zhuyiquan90
     * @created 2017-9-1 上午11:50:48
     * @version 1.0.0
     * @date 2017-9-1 上午11:50:48
     */ public class RuntimeConstantPoolOOM { public static void main(String[] args) { // 使用List保持常量池引用,避免Full GC回收常量池行为 List<String> list = new ArrayList<String>(); // 10MB的PermSize在integer范围内足够产生OOM int i =0; while(true) {
                list.add(String.valueOf(i++).intern());
            }
        }
    }
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    在JDK 1.7及以上,while循环将一直进行下去。

    方法区用于存放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,基本的思想是运行时产生大量的类去填满方法去,直到溢出。
    package com.suning; import java.lang.reflect.Method; import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; /**
     * 
     * 
     * 功能描述: 方法区内存溢出
     * VM Args: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
     * @author 作者 zhuyiquan90
     * @created 2017-9-1 下午3:31:27
     * @version 1.0.0
     * @date 2017-9-1 下午3:31:27
     */ public class JavaMethodAreaOOM { public static void main(String[] args) { while (true) {
                Enhancer enhancer = new Enhancer();
                enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
                enhancer.setUseCache(false);
                enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() { @Override public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable { // TODO Auto-generated method stub return proxy.invokeSuper(obj, args);
                    }
                });
                enhancer.create();
            }
        } static class OOMObject {
        }
    }
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    4. 本机直接内存溢出

    运行结果:

    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
        at DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:14)
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    小结


  • Java堆溢出

  • 虚拟机栈和本地方法栈溢出

  • 方法区和运行时常量池溢出

  • 本机直接内存溢出

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