常见异常及原因

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Java堆溢出

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space  
Dumping heap to java_pid3404.hprof ...  
Heap dump file created [22045981 bytes in 0.663 secs]

要解决这个区域的异常,一般的手段是首先通过内存映像分析工具(如Eclipse Memory Analyzer)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)。图2-5显示了使用Eclipse Memory Analyzer打开的堆转储快照文件。

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

如果不存在泄漏,换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着,那就应当检查虚拟机的堆参数(-Xmx-Xms),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。

虚拟机栈和本地方法栈溢出

stack length:2402  
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError  
at org.fenixsoft.oom.VMStackSOF.leak(VMStackSOF.java:20)  
at org.fenixsoft.oom.VMStackSOF.leak(VMStackSOF.java:21)  
at org.fenixsoft.oom.VMStackSOF.leak(VMStackSOF.java:21)

栈容量由-Xss参数设定。

关于虚拟机栈和本地方法栈,在Java虚拟机规范中描述了两种异常:

如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError异常。

如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间,则抛出OutOfMemoryError异常。

这里把异常分成两种情况看似更加严谨,但却存在着一些互相重叠的地方:当栈空间无法继续分配时,到底是内存太小,还是已使用的栈空间太大,其本质上只是对同一件事情的两种描述而已。

Exception in thread "main" java.lang.
OutOfMemoryError: unable to create new native thread 

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。

运行时常量池溢出

Exception in thread "main" java.lang.
OutOfMemoryError: PermGen space  
at java.lang.String.intern(Native Method)  
at org.fenixsoft.oom.RuntimeConstantPoolOOM.
main(RuntimeConstantPoolOOM.java:18) 

如果要向运行时常量池中添加内容,最简单的做法就是使用String.intern()这个Native方法。

由于常量池分配在方法区内,我们可以通过-XX:PermSize-XX:MaxPermSize限制方法区的大小,从而间接限制其中常量池的容量。

方法区溢出

Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space  
at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)  
at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:632)  
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:616)  
... 8 more 

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。对于这个区域的测试,基本的思路是运行时产生大量的类去填满方法区,直到溢出。

方法区溢出也是一种常见的内存溢出异常,一个类如果要被垃圾收集器回收掉,判定条件是非常苛刻的。在经常动态生成大量Class的应用中,需要特别注意类的回收状况。这类场景除了上面提到的程序使用了GCLib字节码增强外,常见的还有:大量JSP或动态产生JSP文件的应用(JSP第一次运行时需要编译为Java类)、基于OSGi的应用(即使是同一个类文件,被不同的加载器加载也会视为不同的类)等。

本机直接内存溢出

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError  
at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)  
at org.fenixsoft.oom.DMOOM.main(DMOOM.java:20) 

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