jvm内存溢出分析
ekec1153
8年前
<h2><strong>概述</strong></h2> <p>jvm中除了程序计数器，其他的区域都有可能会发生内存溢出</p> <h2><strong>内存溢出是什么？</strong></h2> <p>当程序需要申请内存的时候，由于没有足够的内存，此时就会抛出OutOfMemoryError，这就是内存溢出</p> <h2><strong>内存溢出和内存泄漏有什么区别？</strong></h2> <p>内存泄漏是由于使用不当，把一部分内存“丢掉了”，导致这部分内存不可用。</p> <p>当在堆中创建了对象，后来没有使用这个对象了，又没有把整个对象的相关引用设为 <em>null</em> 。此时垃圾收集器会认为这个对象是 <em>需要</em> 的，就不会清理这部分内存。这就会导致这部分内存不可用。</p> <p>所以 <strong>内存泄漏</strong> 会导致可用的内存减少，进而会导致 <strong>内存溢出</strong> 。</p> <h2><strong>用到的jvm参数</strong></h2> <p>下面为了说明溢出的情景，会执行一些实例代码，同时需要给jvm指定参数</p> <ul> <li>-Xms 堆最小容量(heap min size)</li> <li>-Xmx 堆最大容量(heap max size)</li> <li>-Xss 栈容量(stack size)</li> <li>-XX:PermSize=size 永生代最小容量</li> </ul> <p>-XX:MaxPermSize=size 永生代最大容量</p> <h2><strong>堆溢出</strong></h2> <p>堆是存放对象的地方，那么只要在堆中疯狂的创建对象，那么堆就会发生内存溢出。</p> <p>下面做一个堆溢出的实验</p> <p>执行这段代码的时候，要给jvm指定参数</p> <pre> <code class="language-java">//jvm参数：-Xms20m -Xmx20m public class HeapOOMTest { public static void main(String[] args){ LinkedList<HeapOOMTest> l=new LinkedList<HeapOOMTest>();//作为GC Root while(true){ l.add(new HeapOOMTest());//疯狂创建对象 } } }</code></pre> <p><em>-Xms20m -Xmx20m</em> 作用是将jvm的最小堆容量和最大堆容量都设定为20m，这样就 <strong>不会动态扩展jvm堆</strong> 了</p> <p>这段代码疯狂的创建对象，虽然对象没有声明变量名引用，但是将对象添加到队列l中，这样 <strong>队列l就持有了一份对象的引用</strong></p> <p>通过可达性算法(jvm判断对象是否可被收集的算法)分析，队列l作为GC Root， <strong>每一个对象都是l的一个可达的节点</strong> ，所以疯狂创建的对象 <strong>不会被收集</strong> ，这就是内存泄漏，这样总有一天堆就溢出了。</p> <p>运行结果：</p> <pre> <code class="language-java">Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.LinkedList.linkLast(Unknown Source) at java.util.LinkedList.add(Unknown Source) at test.HeapOOMTest.main(HeapOOMTest.java:23)</code></pre> <p>程序发生内存溢出，并提示发生在 <em>Java heap space</em></p> <h2><strong>分析解决方法</strong></h2> <h3><strong>思路</strong></h3> <p>用 visualVM 工具分析堆快照</p> <p>如果发生 <strong>内存泄漏</strong> ：</p> <p>step1:找出泄漏的对象</p> <p>step2:找到泄漏对象的GC Root</p> <p>step3:根据泄漏对象和GC Root找到导致内存泄漏的代码</p> <p>step4:想法设法解除泄漏对象与GCRoot的连接</p> <p>如果 <strong>不存在泄漏</strong> :</p> <ol> <li>看下是否能增大jvm堆的最大容量</li> </ol> <p>优化程序，减小对象的生命周期</p> <h3><strong>前期准备</strong></h3> <p>当发生堆溢出的时候，可以让程序在崩溃时产生一份 <strong>堆内存快照</strong></p> <p>产生堆内存快照的方法：</p> <p>给jvm加上参数 <strong>XX:+HeapDumpOnOutofMemoryError</strong> ，这样就会在程序崩溃的时候，产生一份堆内存快照</p> <p>分析堆内存快照我建议用jdk自带的可视化监视工具visualVM，位置在jdk安装目录下的bin，如果是在linux环境的话，可以把快照传到window。因为分析工具会占用很大的内存，不建议在服务端进行分析。</p> <h3><strong>实战</strong></h3> <p>下面对刚才程序产生的堆内存快照进行分析。</p> <p>打开visualVM，装入刚刚生成的快照，打开类标签页</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/1cff1b70b2237d64cb10e6837fd4b139.png"></p> <p>队列和疯狂创建的对象几乎占满了整个栈，想要让垃圾收集器回收这些对象，要让他们 <strong>与GC Root断开连接</strong></p> <p>双击HeapOOMTest类，跳转到实例标签页，可以查看这个类的所有实例</p> <p>在实例上右键——显示最近的垃圾回收根节点，可以 <strong>看到这个对象与根节点的连接</strong></p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/f396de1c61964552034ba015d93b08e8.png"></p> <p>只要断开HeapOOMTest对象与LinkedList的连接，这些疯狂创建的对象就会被收集了</p> <h2><strong>栈溢出</strong></h2> <p>调用方法的时候，会在栈中入栈一个栈帧，如果当前栈的容量不足，就会发生栈溢出 <strong>StackOverFlowError</strong></p> <p>那么只要疯狂的调用方法，并且有意的不让栈帧出栈就可以导致栈溢出了。</p> <p>下面来一次栈溢出</p> <pre> <code class="language-java">//jvm参数:-Xss128k public class StackSOFTest { public void stackLeak(){ stackLeak();//递归，疯狂的入栈，有意不让出栈 } public static void main(String[] args){ StackSOFTest s=new StackSOFTest(); s.stackLeak(); } }</code></pre> <p>jvm设置参数 <em>-Xss128k</em> ，目的是缩小栈的空间，这样栈溢出“来的快一点”</p> <p>程序中用了递归，让栈帧疯狂的入栈，又不让栈帧出栈，这样就会栈溢出了。</p> <p>运行结果：</p> <pre> <code class="language-java">Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError at test.StackSOFTest.stackLeak(StackSOFTest.java:17) at test.StackSOFTest.stackLeak(StackSOFTest.java:17)</code></pre> <h2><strong>运行时常量池溢出</strong></h2> <p>这里储存的是一些常量、字面量。如果运行时常量池内存不足，就会发生内存溢出。从jdk1.7开始，运行时常量池移动到了堆中，所以如果堆的内存不足，也会导致运行时常量池内存溢出。</p> <p>下面来一次运行时常量池溢出，环境是jdk8</p> <p>只要创建足够多的常量，就会发生溢出</p> <pre> <code class="language-java">/** * jvm参数： * jdk6以前：-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M * jdk7开始：-Xms10m -Xmx10m * */ public class RuntimePoolOOM { public static void main(String[] args){ int i=1; LinkedList<String> l=new LinkedList<String>();//保持常量的引用，防止被fullgc收集 while(true){ l.add(String.valueOf(i++).intern());//将常量添加到常量池 } } }</code></pre> <p>因为jdk6以前，运行时常量池是在方法区（永生代）中的，所以要限制永生代的容量，让内存溢出来的更快。</p> <p>从jdk7开始，运行时常量池是在堆中的，那么固定堆的容量就好了</p> <p>这里用了链表去保存常量的引用，是因为防止被fullgc清理，因为fullgc会清理掉方法区和老年代</p> <p>intern()方法是将常量添加到常量池中去，这样运行时常量池一直都在增长，然后内存溢出</p> <p>运行结果：</p> <pre> <code class="language-java">Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.lang.Integer.toString(Unknown Source) at java.lang.String.valueOf(Unknown Source) at test.RuntimePoolOOM.main(RuntimePoolOOM.java:30)</code></pre> <p>提示在heap区域发生内存溢出，果然运行时常量池被移到了堆中</p> <h2><strong>方法区溢出</strong></h2> <p>方法区是存放类的信息，而且很难被gc，只要加载了大量类，就有可能引起方法区溢出</p> <p>这里将不做演示了，想试试的可以用cglib创建大量的代理类</p> <h2><strong>分析</strong></h2> <p>工作中也有可能会遇上方法区溢出：</p> <p>当多个项目都有 <strong>相同jar包</strong> 的时候，又都存放在WEB-INF\lib\下，这样每个项目都会加载一遍jar包。会导致方法区中有 <strong>大量相同类</strong> （被不同的类加载器所加载），又不会被gc掉。</p> <h3><strong>解决方案：</strong></h3> <ol> <li> <p>在应用服务器中建立一个 <strong>共享lib库</strong> ，把项目中常用重复的jar包存放在这里，项目从这里加载jar包，这样就会大大减少类加载的数量，方法区也“瘦身”了</p> </li> <li> <p>如果实在不能瘦身类的话，那可以扩大方法区的容量，给jvm指定参数 <strong>-XX:MaxPermSize=xxxM</strong></p> <p> </p> </li> </ol> <p>来自：http://www.cnblogs.com/wewill/p/6038528.html</p> <p> </p>