JVM调优OutOfMemoryError异常分析

目录

• 1.Java 堆溢出
• 1.1 设置JVM参数
• 1.2 测试代码
• 1.3 运行OOM日志
• 2.Java栈、本地方法栈溢出
• 2.1 设置JVM参数
• 2.2 测试代码
• 2.3 运行OOM日志
• 2.4 Java虚拟机OOM异常
• 3.Java 运行常量池溢出
• 3.1 设置JVM参数-注意区分jdk版本
• 3.2 测试代码
• 3.3 运行OOM日志
• 4.Java 方法区溢出-jdk8
• 4.1 设置JVM参数
• 4.2 测试代码
• 4.3 运行OOM日志
• 5.本机直接内存溢出
• 5.1 设置JVM参数
• 5.2 测试代码
• 5.3 运行OOM日志

1.Java 堆溢出

1.1 设置JVM参数

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

• -Xmx20m：设置JVM最大可用内存为20M。
• -Xms20m：设置JVM促使内存为20m。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内
• -Xmn10m：设置年轻代大小为10m
• -XX:SurvivorRatio=8 Eden区和Survivor区间比例是8：1， 所以分配一下就是 eden8m， fromspace 1m， to space1m 加起来10m

1.2 测试代码

package com.jzj.jvmtest.oomtest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 堆溢出， 只要不停的新建对象，就会堆溢出
 */
public class HeapOOM {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("最大内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("可用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("已使用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        List<HeapOOM> list = new ArrayList<>();
        while (true) {
            list.add(new HeapOOM());
        }
    }
}

1.3 运行OOM日志

可以看到 日志 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space Heap Space 就是堆溢出

最大内存： 19MB
可用内存： 16MB
已使用内存： 19MB
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 8192K->1000K(9216K)] 8192K->4533K(19456K), 0.0044438 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
[GC (Allocation Failure) --[PSYoungGen: 9192K->9192K(9216K)] 12725K->19427K(19456K), 0.0091278 secs] [Times: user=0.11 sys=0.00, real=0.01 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 9192K->0K(9216K)] [ParOldGen: 10235K->10221K(10240K)] 19427K->10221K(19456K), [Metaspace: 3495K->3495K(1056768K)], 0.1549254 secs] [Times: user=0.69 sys=0.02, real=0.16 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 8192K->7167K(9216K)] [ParOldGen: 10221K->8971K(10240K)] 18413K->16138K(19456K), [Metaspace: 3496K->3496K(1056768K)], 0.1722236 secs] [Times: user=1.30 sys=0.00, real=0.17 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 7652K->7604K(9216K)] [ParOldGen: 8971K->8971K(10240K)] 16624K->16575K(19456K), [Metaspace: 3496K->3496K(1056768K)], 0.1296002 secs] [Times: user=1.25 sys=0.00, real=0.13 secs] 
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 7604K->7604K(9216K)] [ParOldGen: 8971K->8953K(10240K)] 16575K->16557K(19456K), [Metaspace: 3496K->3496K(1056768K)], 0.1372692 secs] [Times: user=1.27 sys=0.00, real=0.14 secs] 
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid28084.hprof ...
Heap dump file created [28363283 bytes in 0.058 secs]
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 7794K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 8192K, 95% used [0x00000000ff600000,0x00000000ffd9c8a8,0x00000000ffe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000)
 ParOldGen       total 10240K, used 8953K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
  object space 10240K, 87% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff4be5a0,0x00000000ff600000)
 Metaspace       used 3527K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 385K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
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:265)
    at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:239)
    at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:231)
    at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:462)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.HeapOOM.main(HeapOOM.java:20)

Process finished with exit code 1

2.Java栈、本地方法栈溢出

2.1 设置JVM参数

-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M  -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:SurvivorRatio=8  -Xss128k

这次最后加了一个-Xss 设置每个线程的堆栈大小

• 虚拟机扩展栈时，如果栈深度大于虚拟机允许最大深度，就会出现StackOverflowError异常
• 如果在扩展栈时，需要的内存空间不够，那么就会出现OutOfMemoryError 就是OOM异常

2.2 测试代码

package com.jzj.jvmtest.oomtest;
/**
 * 栈溢出， 只要不停的新建对象，循环递归，超出栈容量限制就会OOM
 *
 * 1.栈深入超出限制，stackOverflowError
 * 2.栈扩展时候，内存不够，导致OOM异常
 */
public class StackOOM {
    /**
     * 初始化栈的深度
     */
    private int stackLength = 1;
    /**
     * 循环去增加栈的深度
     */
    public void stackLeak() {
        stackLength++;
        stackLeak();
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("最大内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("可用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("已使用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        StackOOM oom = new StackOOM();
        try {
            oom.stackLeak();
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println("stack length ============" + oom.stackLength);
            throw e;
        }
    }
}

2.3 运行OOM日志

可以看到 日志Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError StackOverflowError 就是虚拟机栈 ，可以看到栈深度在995的时候就发生了异常，超出了虚拟机栈的深度，抛出异常

最大内存： 19MB
可用内存： 16MB
已使用内存： 19MB
stack length ============995
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 4158K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 8192K, 50% used [0x00000000ff600000,0x00000000ffa0fae8,0x00000000ffe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)
 ParOldGen       total 10240K, used 0K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
  object space 10240K, 0% used [0x00000000fec00000,0x00000000fec00000,0x00000000ff600000)
 Metaspace       used 3558K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 385K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.StackOOM.stackLeak(StackOOM.java:19)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.StackOOM.stackLeak(StackOOM.java:20)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.StackOOM.stackLeak(StackOOM.java:20)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.StackOOM.stackLeak(StackOOM.java:20)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.StackOOM.main(StackOOM.java:34)

Process finished with exit code 1

2.4 Java虚拟机OOM异常

理论上要想虚拟机栈抛出OOM，在多线程的情况下，可以不停的新建线程来实现OOM

但是这样 通过多个线程创建的OOM异常和栈空间是否足够大没有直接关系？ 准确来说为每个线程栈分配的空间越大，反而越容易长身OOM why？ 为什么 为每个线程分配的空间越大，越容易OOM呢？

分析：

• 假设操作系统有2G内存
• 虚拟机可以通过参数来控制虚拟机堆 和 方法区允许内存的最大值
• 堆最大值 -Xmx 控制，方法区永久区 -MaxPermSize最大方法区容量控制方法区大小
• 2GB 减去 堆大小， 减去 方法区大小， 剩下的内存就由 java 虚拟机栈与本地方法栈共享瓜分
• 每个线程分配的空间越大， 那么系统可以操作的线程数就越少，那么新建线程就越容易超标，造成OOM

!!!!!!!! 为什么在这里我不代码演示一下创建线程导致oom

因为Java的线程时映射到操作系统内核线程上的，你创建多的线程，执行这种代码，容易造成操作系统假死，电脑死机，所以谨慎操作，这里就不演示这种OOM了

3.Java 运行常量池溢出

3.1 设置JVM参数-注意区分jdk版本

-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M  -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PermSize=5M -XX:MaxPermSize=5M

这里新加了参数 -XX:PermSize=5M -XX:MaxPermSize=5M 来控制方法区大小

• -XX:PermSize=5M：设置方法区大小。1.6JDK
• -XX:MaxPermSize=5M：设置方法区最大值。1.6JDK

!!!!!! 注意 这个测试方法用的是 String.valueOf(i++).intern() 这个方法 在jdk 1.6没问题， 是能够抛出 PermSpace OOM的 因为

• 在 JDK 1.6 及之前的版本中，由于常量池分配在永久代内，我们可以通过 -XX：PermSize 和 -XX：MaxPermSize 限制方法区大小，从而间接限制其中常量池的容量
• 但是 在 JDK1.8运行这段程序不会得到相同的结果，而是出现以下的提示信息，这是因为这两个参数已经不在JDK1.7中使用了。
• 提示错误 Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: ignoring option PermSize=5M; support was removed in 8.0
• 提示错误 Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: ignoring option MaxPermSize=5M; support was removed in 8.0

不同的版本 ，这段代码抛出不同的异常

VM Args（jdk1.6）: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M

VM Args（jdk1.7）: -Xms10m -Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

VM Args (jdk1.8) : -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m

Exception（jdk1.6） : java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

Exception（jdk1.7）: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

Exception（jdk1.8）: java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

3.2 测试代码

所以 为了在1.8的jdk中 ，测试常量池溢出 ，我们该如何模拟呢？ jdk1.8 使用元空间（ Metaspace ）替代了永久代（ PermSize ），因此我们可以在 1.8 中指定 Metaspace 的大小模拟 测试

!!!! JDK1.8这里新加了参数 来控制方法区大小

• -XX:MetaspaceSize=5m，初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，
• -XX:MaxMetaspaceSize=5m，最大空间，默认是没有限制的。

/**
 * 设置方法区及常量池 OOM溢出
 * 方法区中运行时常量池溢出
 * VM Args（jdk1.6）: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
 * VM Args（jdk1.7）: -Xms30m -Xmx30m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
 * VM Args (jdk1.8) :  -XX:MetaspaceSize=10m  -XX:MaxMetaspaceSize=10m
 * Exception（jdk1.6） : java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
 * Exception（jdk1.7）: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
 * Exception（jdk1.8）: java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
 */
public class ConstantOOM {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("最大内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("可用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("已使用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        //使用List ，保持常量池的使用， 避免FullGC回收常量池的行为
        List<String> staticList = new ArrayList<>();
        //5M的PermSize  让List for循环添加变量 让常量池疯狂的添加新的对象
        long i = 0L;
        while (true) {
            //使用 String.intern 调用”ab”.intern()方法的时候会返回”ab“
            // 但是这个方法会首先检查字符串池中是否有”ab”这个字符串，如果存在则返回这个字符串的引用
            // 否则就将这个字符串添加到字符串池中，然会返回这个字符串的引用
            staticList.add(String.valueOf(i++).intern());
        }
    }
}

3.3 运行OOM日志

可以看到 日志 Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded 并不是 MetaSpace OOM的日志， 所以 JDK1.8中 ，上面的 代码是没法实现 元空间的内存溢出的

最大内存： 19MB
可用内存： 16MB
已使用内存： 19MB
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 8192K->1016K(9216K)] 8192K->5564K(19456K), 0.0041671 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) --[PSYoungGen: 9208K->9208K(9216K)] 13756K->19446K(19456K), 0.0086760 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.01 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 9208K->2482K(9216K)] [ParOldGen: 10237K->10179K(10240K)] 19446K->12662K(19456K), [Metaspace: 3497K->3497K(1056768K)], 0.1127624 secs] [Times: user=0.41 sys=0.00, real=0.11 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 8192K->7167K(9216K)] [ParOldGen: 10179K->10165K(10240K)] 18371K->17332K(19456K), [Metaspace: 3498K->3498K(1056768K)], 0.1072663 secs] [Times: user=0.63 sys=0.00, real=0.11 secs] 
......
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 8192K->8192K(9216K)] [ParOldGen: 10199K->10199K(10240K)] 18391K->18391K(19456K), [Metaspace: 3502K->3502K(1056768K)], 0.0641831 secs] [Times: user=0.63 sys=0.00, real=0.06 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 8192K->8192K(9216K)] [ParOldGen: 10201K->10201K(10240K)] 18393K->18393K(19456K), [Metaspace: 3502K->3502K(1056768K)], 0.0631814 secs] [Times: user=0.48 sys=0.00, real=0.06 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 8192K->8192K(9216K)] [ParOldGen: 10202K->10202K(10240K)] 18394K->18394K(19456K), [Metaspace: 3502K->3502K(1056768K)], 0.0626523 secs] [Times: user=0.48 sys=0.00, real=0.06 secs] 
java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
Dumping heap to java_pid10140.hprof ...
Heap dump file created [24293672 bytes in 0.065 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 8192K->0K(9216K)] [ParOldGen: 10238K->763K(10240K)] 18430K->763K(19456K), [Metaspace: 3522K->3522K(1056768K)], 0.0068815 secs] [Times: user=0.16 sys=0.00, real=0.01 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 273K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 8192K, 3% used [0x00000000ff600000,0x00000000ff6444e0,0x00000000ffe00000)
  from space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)
  to   space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000)
 ParOldGen       total 10240K, used 763K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
  object space 10240K, 7% used [0x00000000fec00000,0x00000000fecbeca8,0x00000000ff600000)
 Metaspace       used 3616K, capacity 4540K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 394K, capacity 428K, committed 512K, reserved 1048576K
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at java.lang.Integer.toString(Integer.java:403)
    at java.lang.String.valueOf(String.java:3099)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.PermOOM.main(PermOOM.java:28)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: ignoring option PermSize=5M; support was removed in 8.0
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: ignoring option MaxPermSize=5M; support was removed in 8.0

Process finished with exit code 1

4.Java 方法区溢出-jdk8

4.1 设置JVM参数

所以 为了在1.8的jdk中 ，测试方法区溢出 ，我们该如何模拟呢？ jdk1.8 使用元空间（ Metaspace ）替代了永久代（ PermSize ），因此我们可以在 1.8 中指定 Metaspace 的大小模拟 测试，我们用

!!!! JDK1.8这里新加了参数 来控制方法区大小

• -XX:MetaspaceSize=5m，初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，
• -XX:MaxMetaspaceSize=5m，最大空间，默认是没有限制的。

-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M  -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m

这里新加了参数 -XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M 来控制方法区大小

• -XX:MetaspaceSize=10m，初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，
• -XX:MaxMetaspaceSize=10m，最大空间，默认是没有限制的。

方法区存的什么？ 类信息，常量，静态变量，我们就用CGLib 代理来创建类，使得方法区内存溢出

4.2 测试代码

package com.jzj.jvmtest.oomtest;
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
/**
 * 方法区 内存溢出，方法区存放的是 类，静态常量，变量信息
 * 所以 我们就用CGLIB 疯狂的创建类 就可以达到OOM了
 */
public class MethodAreaOOM extends ClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("最大内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("可用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("已使用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        int count = 0;
        try {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                Enhancer enhancer = new Enhancer();
                enhancer.setSuperclass(MethodAreaOOM.class);
                enhancer.setUseCache(false);
                enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (o, method, objects, methodProxy) -> methodProxy.invokeSuper(o, args));
                //cglib 创建类文件
                enhancer.create();
                count = i;
            }
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println("****count=" + count);
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.3 运行OOM日志

可以看到 日志java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 就是员工间方法区的OOM 溢出

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\bin\java.exe" -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m "-javaagent:E:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.3.4\lib\idea_rt.jar=59628:E:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.3.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\jre\lib\rt.jar;E:\myworkspace\distribute\jvmtest\target\classes;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-web\2.5.4\spring-boot-starter-web-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot-starter\2.5.4\spring-boot-starter-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot\2.5.4\spring-boot-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot-autoconfigure\2.5.4\spring-boot-autoconfigure-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-logging\2.5.4\spring-boot-starter-logging-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.5\logback-classic-1.2.5.jar;E:\MavenRepository\ch\qos\logback\logback-core\1.2.5\logback-core-1.2.5.jar;E:\MavenRepository\org\apache\logging\log4j\log4j-to-slf4j\2.14.1\log4j-to-slf4j-2.14.1.jar;E:\MavenRepository\org\apache\logging\log4j\log4j-api\2.14.1\log4j-api-2.14.1.jar;E:\MavenRepository\org\slf4j\jul-to-slf4j\1.7.32\jul-to-slf4j-1.7.32.jar;E:\MavenRepository\jakarta\annotation\jakarta.annotation-api\1.3.5\jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;E:\MavenRepository\org\yaml\snakeyaml\1.28\snakeyaml-1.28.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-json\2.5.4\spring-boot-starter-json-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-databind\2.12.4\jackson-databind-2.12.4.jar;E:\MavenRepository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-annotations\2.12.4\jackson-annotations-2.12.4.jar;E:\MavenRepository\com\fasterxml\jackson\core\jackson-core\2.12.4\jackson-core-2.12.4.jar;E:\MavenRepository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jdk8\2.12.4\jackson-datatype-jdk8-2.12.4.jar;E:\MavenRepository\com\fasterxml\jackson\datatype\jackson-datatype-jsr310\2.12.4\jackson-datatype-jsr310-2.12.4.jar;E:\MavenRepository\com\fasterxml\jackson\module\jackson-module-parameter-names\2.12.4\jackson-module-parameter-names-2.12.4.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\boot\spring-boot-starter-tomcat\2.5.4\spring-boot-starter-tomcat-2.5.4.jar;E:\MavenRepository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-core\9.0.52\tomcat-embed-core-9.0.52.jar;E:\MavenRepository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-el\9.0.52\tomcat-embed-el-9.0.52.jar;E:\MavenRepository\org\apache\tomcat\embed\tomcat-embed-websocket\9.0.52\tomcat-embed-websocket-9.0.52.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-web\5.3.9\spring-web-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-beans\5.3.9\spring-beans-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-webmvc\5.3.9\spring-webmvc-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-aop\5.3.9\spring-aop-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-context\5.3.9\spring-context-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-expression\5.3.9\spring-expression-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\slf4j\slf4j-api\1.7.32\slf4j-api-1.7.32.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-core\5.3.9\spring-core-5.3.9.jar;E:\MavenRepository\org\springframework\spring-jcl\5.3.9\spring-jcl-5.3.9.jar" com.jzj.jvmtest.oomtest.MethodAreaOOM
最大内存： 19MB
可用内存： 16MB
已使用内存： 19MB
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 8192K->1000K(9216K)] 8192K->1709K(19456K), 0.0013246 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 9192K->1000K(9216K)] 9901K->2255K(19456K), 0.0011901 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
...
[Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 320K->0K(8192K)] [ParOldGen: 5896K->3747K(10240K)] 6216K->3747K(18432K), [Metaspace: 10049K->10049K(1058816K)], 0.0380225 secs] [Times: user=0.28 sys=0.00, real=0.04 secs] 
[GC (Last ditch collection) [PSYoungGen: 0K->0K(8192K)] 3747K->3747K(18432K), 0.0003694 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Last ditch collection) [PSYoungGen: 0K->0K(8192K)] [ParOldGen: 3747K->2210K(10240K)] 3747K->2210K(18432K), [Metaspace: 10049K->10042K(1058816K)], 0.0231525 secs] [Times: user=0.16 sys=0.00, real=0.02 secs] 
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
Dumping heap to java_pid5592.hprof ...
Heap dump file created [4525675 bytes in 0.014 secs]
[GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 122K->96K(8192K)] 2333K->2306K(18432K), 0.0005350 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 96K->0K(8192K)] [ParOldGen: 2210K->2210K(10240K)] 2306K->2210K(18432K), [Metaspace: 10043K->10043K(1058816K)], 0.0095820 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs] 
[GC (Last ditch collection) [PSYoungGen: 0K->0K(8192K)] 2210K->2210K(18432K), 0.0003715 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Last ditch collection) [PSYoungGen: 0K->0K(8192K)] [ParOldGen: 2210K->2210K(10240K)] 2210K->2210K(18432K), [Metaspace: 10043K->10043K(1058816K)], 0.0043271 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
****count=208
Heap
 PSYoungGen      total 8192K, used 246K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
  eden space 6144K, 4% used [0x00000000ff600000,0x00000000ff63d878,0x00000000ffc00000)
  from space 2048K, 0% used [0x00000000ffc00000,0x00000000ffc00000,0x00000000ffe00000)
  to   space 2048K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x0000000100000000)
 ParOldGen       total 10240K, used 2210K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)
  object space 10240K, 21% used [0x00000000fec00000,0x00000000fee28ad8,0x00000000ff600000)
 Metaspace       used 10074K, capacity 10174K, committed 10240K, reserved 1058816K
  class space    used 787K, capacity 851K, committed 896K, reserved 1048576K
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
    at org.springframework.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:557)
    at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:363)
    at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.generate(Enhancer.java:585)
    at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData.get(AbstractClassGenerator.java:131)
    at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:319)
    at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:572)
    at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:387)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.MethodAreaOOM.main(MethodAreaOOM.java:28)

Process finished with exit code 0

5.本机直接内存溢出

5.1 设置JVM参数

-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M  -Xmn10M -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxDirectMemorySize=5M

这里新加了参数-XX:MaxDirectMemorySize=5M 来控制本地直接内存的大小

• -XX:MaxDirectMemorySize=10M：设置本地直接内存大小

5.2 测试代码

package com.jzj.jvmtest.oomtest;
import sun.misc.VM;
import java.nio.ByteBuffer;
/**
 * 本地直接内存溢出
 * 参数-XX:MaxDirectMemorySize=10M 来控制本地直接内存的大小
 */
public class LocalDirectOOM extends ClassLoader {
    private static final int ONE_MB = 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.print("最大内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("可用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        System.out.print("已使用内存： ");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        //加了参数 -XX:MaxDirectMemorySize=5M 后 ，打印出来就是 5M ， 默认的就是 最大内存大小19M
        System.out.println("maxDirectMemorym设置大小" + VM.maxDirectMemory() / 1024 / 1024 + "MB");
        //分配最大本地内存是1000000MB
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(1000000 * 1024 * 1024);
    }
}

5.3 运行OOM日志

可以看到 日志java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory . 就是本地直接内存 OOM溢出

最大内存： 19MB
可用内存： 16MB
已使用内存： 19MB

maxDirectMemorym设置大小5MB
[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 2683K->992K(9216K)] 2683K->1108K(19456K), 0.0007256 secs] [Times: user=0.16 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 992K->0K(9216K)] [ParOldGen: 116K->822K(10240K)] 1108K->822K(19456K), [Metaspace: 3440K->3440K(1056768K)], 0.0039306 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
    at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:694)
    at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
    at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)
    at com.jzj.jvmtest.oomtest.LocalDirectOOM.main(LocalDirectOOM.java:28)
Heap
 PSYoungGen      total 9216K, used 573K [0x00000000ff600000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)  eden space 8192K, 7% used [0x00000000ff600000,0x00000000ff68f778,0x00000000ffe00000)  from space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000)  to   space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000) ParOldGen       total 10240K, used 822K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff600000, 0x00000000ff600000)  object space 10240K, 8% used [0x00000000fec00000,0x00000000feccd9f8,0x00000000ff600000) Metaspace       used 3520K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K  class space    used 386K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576KProcess finished with exit code 1

综上所述 ，我们来总结一下

• 堆溢出， 堆中存放对象，线程共享 ------------ 疯狂创建对象就可以导致堆溢出 Java heap space OOM
• java虚拟机栈溢出，本地方法栈溢出 ，栈存放线程私有，refer指针， 局部变量表存放 对象8大数据类型，方法出口信息， 对象引用refer指针 ------------ 可以递归创建对象，如果栈深度大于虚拟机允许最大深度，或者再次创建对象是不允许扩展栈 就会 StackOverFlow 或者 OOM
• 方法区溢出，方法区存放 类、静态变量，常量，线程共享，称为非堆， jdk1.7以前永久区，jdk1.8以后元空间 ------------ 疯狂创建常量Str信息或者cglib 创建类 Class信息，就会导致 Perm Space OOM 或者 Meta Space OOM
• 本地直接内存， 一般都是指定本地空间，没指定就是最大内存 ------------ ByteBuffer.allocateDirect 超出空间无法分配时 抛出 : Direct buffer memory OOM

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