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理解OutOfMemoryError异常.md

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理解OutOfMemoryError异常

当在Java堆中不够为对象分配空间时就会跑出java.lang.OutOfMemoryError错误.

通常java.lang.OutOfMemoryError异常表明内存溢出.有如下几种情况:

  • 当GC无法为新对象分配空间,并且无法继续扩展空间时 ...... 通常时这种情况;
  • 当本地内存不足无法加载java class时 ...... 有时会这样;
  • 当GC执行了很长的时间但是仅释放了一点点内存时 ...... 这种情况极少发生;
  • 当系统内存不足(比如:交换空间过低)时本地方法native library code也会抛出这个异常

抛出java.lang.OutOfMemoryError时 stack trace 会被打印出来.

发生OutOfMemoryError时我们需要找到异常的原因. 是Java堆满了,或者系统内存不足了?在异常信息的末尾的信息能帮助我们找到原因, 比如:

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    原因: Java heap space信息表明堆无法为新对象分配空间, 这个异常通常情况下不是表明内存溢出,而是配置的问题, 指定的堆大小或者时默认的大小无法满足应用程序.
    另一种情况是, 在程序运行很长一段时间的情况下,这个异常表明程序中有很多对象无法被GC回收,就是Java 语言中说的内存溢出.
    还有一种可能时, 程序大量使用了finalizers. 一个类如果实现了finalize方法, 那么这个类 的所有对象在GC回收时不会立即释放,而是被放到一个队列中,在Oracle Sun实现的JVM中由一个守护线程 执行finalize方法,当执行的速度赶不上队列存放的速度时会导致堆满了,从而引发内存不足.通常情况下是 因为程序创建了优先级比较高的线程,导致守护线程执行的频率降低了,从而执行速度降低了.

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead limit exceeded
    原因: GC Overhead limit exceeded表明GC一直在执行,Java程序运行非常缓慢.
    在GC执行后,如果程序运行时间有98%的时间花费在垃圾回收上,并且只有不到2%的堆空间被释放,这样种情况 连续出现5次后抛出异常java.lang.OutOfMemoryError.这种情况通常时在堆空间只有少量的情况下 有大量的新对象被创建.
    办法: 增加堆大小, 或者使用参数-XX:-UseGCOverheadLimit关闭这个异常.

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
    原因: Requested array size exceeds VM limit表明程序或者程序使用的API尝试申请的数组长度超过了 堆空间大小, 比如: 程序申请512M大小的数组,但是堆大小上限是256M时就会出现这个异常.
    办法: 通常这种情况是配置问题,配置的空间太少; 或者是程序的BUG.

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
    原因: java class元信息(JVM内部用来表示Java class的)被分配在系统内存中(这里用元信息metaspace表示).
    如果类的元信息过大,就会出现Metaspace的OutOfMemoryError异常.参数MaxMetaSpaceSize用来控制元信息可以使用的 空间的上限.当需要的内存大小超过MaxMetaSpaceSize就会抛OutOfMemoryError异常.
    办法: 如果设置了MaxMetaSpaceSize可以增大值. MetaSpace和Heap分配来自于相同的地址空间, 减少Heap空间大小会 增加MetaSpace空间.

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: request size bytes for reason. Out of swap space?
    原因: 通常在VM向系统申请空间失败并且系统内存使用接近上限时出现的异常.
    办法: 出现这个异常时,VM会执行错误处理机制,通常会生成一个错误日志文件,里面包含了线程,进程和系统崩溃时间等信息.

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: Compressed class space
    原因: 在64-bit机器上, 使用UseCompressedOops可以用32-bit的指针表示class元信息地址.可以通过参数UseCompressedClassPointers 控制(默认使用),如果使用了UseCompressedClassPointersclass元信息的空间大小就是CompressedClassSpaceSize指定的固定大小. 如果UseCompressedClassPointers使用的空间超过了CompressedClassSpaceSize就会抛Compressed class space的OutOfMemoryError异常.
    办法: 增加CompressedClassSpaceSize大小可以关闭UseCompressedClassPointers.

    注意: CompressedClassSpaceSize大小是有限制的, 如: -XX: CompressedClassSpaceSize=4g 超过了可接受的限制就会抛出类似于:CompressedClassSpaceSize大小4294967296无效,必须在1048576到3221225472之间 的消息.

  • Exception in thread thread_name: java.lang.OutOfMemoryError: reason stack_trace_with_native_method
    原因: 如果错误消息明细是reason stack_trace_with_native_method并且被打印出来的stack trace的顶部是本地方法native method, 这表明本地方法出现了内存分配异常.
    这和前面的异常不同点在于这个异常是JNI(java native interface)或者本地方法native method中抛出的而不是在JVM中.
    办法: 看到这个异常需要使用系统工具来诊断这个问题.