《深入理解java虚拟机》学习笔记2——Java内存溢出实例

 2019-12-22 10:39  阅读(736)
文章分类:JVM

通过简单的小例子程序,演示Java虚拟机各部分内存溢出情况:

(1).java堆溢出:

Java堆用于存储实例对象,只要不断创建对象,并且保证GC Roots到对象之间有引用的可达,避免垃圾收集器回收实例对象,就会在对象数量达到堆最大容量时产生OutOfMemoryError异常。

想要方便快速地产生堆溢出,要使用如下java虚拟机参数:-Xms10m(最小堆内存为10MB),-Xmx10m(最大堆内存为10MB,最小堆内存和最大堆内存相同是为了避免堆动态扩展),-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让java虚拟机在出现内存溢出时产生当前堆内存快照以便进行异常分析。

例子代码如下:

[java]
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  1. **public****class** HeapOOM{
  2. **static****class** OOMObject{
  3. }
  4. public**static**void main(String[] args){
  5. List list = new ArrayList();
  6. while(true){
  7. list.add(new OOMObject());
  8. }
  9. }
  10. }

运行一段时间就会发现产生OutOfMemoryError异常,并且产生了堆内存异常dump文件。

(2).java虚拟机栈和本地方法栈溢出:

由于Sun的HotSpot虚拟机不区分java虚拟机栈和本地方法栈,因此对于HotSpot虚拟机来说-Xoss参数(设置本地方法栈大小)虽然存在,但是实际上是无效的,栈容量只能由-Xss参数设定。

由于Java虚拟机栈会出现StackOverflowError和OutOfMemoryError两种异常,所以分别使用两个例子演示这两种情况:

a.java虚拟机栈深度溢出:

单线程的环境下,无论是由于栈帧太大,还是虚拟机栈容量太小,当内存无法再分配的时候,虚拟机总抛出StackOverflowError异常。使用-Xss128k将java虚拟机栈大小设置为128kb,例子代码如下:

[java]
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  1. **public****class** JavaVMStackOF{
  2. **private****int** stackLength = 1;
  3. **public****void** stackLeak(){
  4. statckLength++;
  5. stackLeak();
  6. }
  7. public**static**void main(String[] args){
  8. JavaVMStackOF oom = new JavaVMStackOF();
  9. oom.stackLeak();
  10. }
  11. }

运行一段时间后,产生StackOverflowError异常。Java虚拟机栈溢出一般会产生在方法递归调用过多而java虚拟机栈内存不够的情况下。

b.java虚拟机栈内存溢出:

多线程环境下,能够创建的线程最大内存=物理内存-最大堆内存-最大方法区内存,在java虚拟机栈内存一定的情况下,单个线程占用的内存越大,所能创建的线程数目越小,所以在多线程条件下很容易产生java虚拟机栈内存溢出的异常。

使用-Xss2m参数设置java虚拟机栈内存大小为2MB,例子代码如下:

[java]
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  1. **public****class** JavaVMStackOOM{
  2. **private****void** dontStop(){
  3. while(true){
  4. }
  5. }
  6. **public****void** stackLeakByThread(){
  7. &bsp; while(true){
  8. Thread t = new Thread(new Runnable(){
  9. **public****void** run(){
  10. dontStop();
  11. }
  12. });
  13. t.start();
  14. }
  15. }
  16. public**static**void main(String[] args){
  17. JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();
  18. oom. stackLeakByThread();.
  19. }
  20. }

运行一段时间之后,java虚拟机栈就会因为内存太小无法创建线程而产生OutOfMemoryError。

(3).运行时常量池溢出:

运行时常量池属于方法区的一部分,可以使用-XX:PermSize=10m和-XX:MaxPermSize=10m将永久代最大内存和最小内存设置为10MB大小,并且由于永久代最大内存和最小内存大小相同,因此无法扩展。

String的intern()方法用于检查常量池中如果有等于此String对象的字符串存在,则直接返回常量池中的字符串对象,否则,将此String对象所包含的字符串添加到运行时常量池中,并返回此String对象的引用。因此String的intern()方法特别适合演示运行时常量池溢出,例子代码如下:

[java]
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  1. **public****class** RuntimeConstantPoolOOM{
  2. public**static**void main(String[] args){
  3. List list = new ArrayList();
  4. int i = 0;
  5. while(true){
  6. list.add(String.valueOf(i++).intern());
  7. }
  8. }
  9. }

运行一段时间,永久代内存不够,运行时常量池因无法再添加常量而产生OutOfMemoryError。

(4).方法区溢出:

运行时常量池是方法区的一部分,他们都属于HotSpot虚拟机中的永久代内存区域。方法区用于存放Class的相关信息,Java的反射和动态代理可以动态产生Class,另外第三方的CGLIB可以直接操作字节码,也可以动态产生Class,实验通过CGLIB来演示,同样使用-XX:PermSize=10m和-XX:MaxPermSize=10m将永久代最大内存和最小内存设置为10MB大小,并且由于永久代最大内存和最小内存大小相同,因此无法扩展。例子代码如下:

[java]
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  1. **public****class** JavaMethodAreaOOM{
  2. public**static**void main(String[] args){
  3. while(true){
  4. Enhancer enhancer = new Enhancer();
  5. enhancer.setSuperClass(OOMObject.class);
  6. enhancer.setUseCache(false);
  7. enhancer.setCallback(new MethodInterceptor(){
  8. public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
  9. MethodProxy proxy)throws Throwable{
  10. return proxy.invokeSuper(obj, args);
  11. }
  12. });
  13. enhancer.create();
  14. }
  15. }
  16. class OOMObject{
  17. }
  18. }

运行一段时间之后,永久代内存不够,方法区无法再存放CGLIB创建处理的Class信息,产生方法区OutOfMemoryError。

(5).本机直接内存溢出:

Java虚拟机可以通过参数-XX:MaxDirectMemorySize设定本机直接内存可用大小,如果不指定,则默认与java堆内存大小相同。JDK中可以通过反射获取Unsafe类(Unsafe的getUnsafe()方法只有启动类加载器Bootstrap才能返回实例)直接操作本机直接内存。通过使用-XX:MaxDirectMemorySize=10M,限制最大可使用的本机直接内存大小为10MB,例子代码如下:

[java]
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  1. **public****class** DirectMemoryOOM{
  2. private**staticfinalint* _1MB = 1024* 1024 \ 1024;
  3. publc **static****void main(String[] args) throws** Exception{
  4. Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
  5. unsafeField.setAccessible(true);
  6. Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);
  7. while(true){
  8. //unsafe直接想操作系统申请内存
  9. unsafe.allocateMemory(_1MB);
  10. }
  11. }
  12. }

当运行一段时间之后,10MB的本机直接内存被分配光,无法在进行直接内存分配时,产生OutOfMemoryError。

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