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JVM優化:實戰OutOfMemoryError異常

來源: 責編: 時間:2023-08-05 11:46:16 5120觀看
導讀一、Java堆溢出堆內存中主要存放對象、數組等,只要不斷地創建這些對象,并且保證 GC Roots 到對象之間有可達路徑來避免垃 圾收集回收機制清除這些對象,當這些對象所占空間超過最大堆容量時,就會產生 OutOfMemoryError 的

一、Java堆溢出

堆內存中主要存放對象、數組等,只要不斷地創建這些對象,并且保證 GC Roots 到對象之間有可達路徑來避免垃 圾收集回收機制清除這些對象,當這些對象所占空間超過最大堆容量時,就會產生 OutOfMemoryError 的異常。堆 內存異常示例如下:K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

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運行后會報異常,在堆棧信息中可以看到K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 的信息,說明在堆內存空間產生內存溢出的異常。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

新產生的對象最初分配在新生代,新生代滿后會進行一次 Minor GC ,如果 Minor GC 后空間不足會把該對象和 新生代滿足條件的對象放入老年代,老年代空間不足時會進行 Full GC ,之后如果空間還不足以存放新對象則拋 出 OutOfMemoryError 異常。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

常見原因:K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

  •  內存中加載的數據過多,如一次從數據庫中取出過多數據;
  • 集合對對象引用過多且使用完后沒有清空;
  • 代碼中存在死循環或循環產生過多重復對象;
  • 堆內存分配不合理

二、虛擬機棧和本地方法棧溢出

由于HotSpot虛擬機中并不區分虛擬機棧和本地方法棧, 因此對于HotSpot來說, -Xoss參數(設置本地方法棧大 小) 雖然存在, 但實際上是沒有任何效果的, 棧容量只能由-Xss參數來設定。 關于虛擬機棧和本地方法棧, 在 《Java虛擬機規范》 中描述了兩種異常:K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

1) 如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的最大深度, 將拋出StackOverflowError異常。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

2) 如果虛擬機的棧內存允許動態擴展, 當擴展棧容量無法申請到足夠的內存時, 將拋出 OutOfMemoryError異 常。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

《Java虛擬機規范》 明確允許Java虛擬機實現自行選擇是否支持棧的動態擴展, 而HotSpot虛擬機的選擇是不支持 擴展, 所以除非在創建線程申請內存時就因無法獲得足夠內存而出現 OutOfMemoryError異常, 否則在線程運行時 是不會因為擴展而導致內存溢出的, 只會因為棧容量無法容納新的棧幀而導致StackOverflowError異常。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

為了驗證 這點, 我們可以做兩個實驗, 先將實驗范圍限制在單線程中操作, 嘗試下面兩種行為是 否能讓HotSpot虛擬機產 生OutOfMemoryError異常: 使用-Xss參數減少棧內存容量。 結果: 拋出StackOverflowError異常, 異常出現時輸出 的堆棧深度相應縮小。 定義了大量的本地變量, 增大此方法幀中本地變量表的長度。 結果: 拋出 StackOverflowError異常, 異常出現時輸出的堆棧深度相應縮小。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

三、 運行時常量池和方法區溢出

由于運行時常量池是方法區的一部分, 所以這兩個區域的溢出測試可以放到一起進行。前面曾經提到HotSpot從 JDK 7開始逐步“去永久代”的計劃, 并在JDK 8中完全使用元空間來代替永久代的背景故事, 在此我們就以測試代碼 來觀察一下, 使用“永久代”還是“元空間”來實現方法區, 對程序有什么 實際的影響。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

String::intern()是一個本地方法, 它的作用是如果字符串常量池中已經包含一個等于此String對象的 字符串, 則返 回代表池中這個字符串的String對象的引用; 否則, 會將此String對象包含的字符串添加到常量池中, 并且返回此 String對象的引用。 在JDK 6或更早之前的HotSpot虛擬機中, 常量池都是分配在永久代中, 我們可以通過-XX: PermSize和-XX: MaxPermSize限制永久代的大小, 即可間接限制其中常量池的容量。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

方法區內存溢出

方法區的其他部分的內容, 方法區的主要職責是用于存放類型的相關信息, 如類名、 訪問修飾符、 常量池、 字段 描述、 方法描述等。 對于這部分區域的測試, 基本的思路是運行時產生大量的類去填滿方法區, 直到溢出為止。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

四、直接內存溢出

直接內存(Direct Memory) 的容量大小可通過-XX: MaxDirectMemorySize參數來指定, 如果不去指定, 則默認與 Java堆最大值(由-Xmx指定) 一致, 越過了DirectByteBuer類直接通 過反射獲取Unsafe實例進行內存分配 (Unsafe類的getUnsafe()方法指定只有引導類加載器才會返回實例, 體現了設計者希望只有虛擬機標準類庫里面的 類才能使用Unsafe的功能,在JDK 10時才將Unsafe 的部分功能通過VarHandle開放給外部使用) ,K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

因為雖然使用 DirectByteBuer分配內存也會拋出內存溢出異常, 但它拋出異常時并沒有真正向操作系統申請分配內存, 而是通 過計算得知內存無法分配就會 在代碼里手動拋出溢出異常, 真正申請分配內存的方法是Unsafe::allocateMemory()。K4728資訊網——每日最新資訊28at.com

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