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教你写Bug，常见的 OOM 异常分析

OOM 异常


教你写Bug，常见的 OOM 异常分析

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在《JAVA虚拟机规范》的规定里，除了程序计数器外，虚拟机内存的其他几个运行时区域都有发生 OutOfMemoryError 异常的可能 。
本篇主要包括如下 OOM 的介绍和示例：
  • java.lang.StackOverflowError
  • java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
  • java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
  • java.lang.OutOfMemoryError-->Metaspace
  • java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
  • java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
  • java.lang.OutOfMemoryError：Metaspace
  • java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
  • java.lang.OutOfMemoryError: Out of swap space
  • java.lang.OutOfMemoryError：Kill process or sacrifice child
我们常说的 OOM 异常，其实是 Error

教你写Bug，常见的 OOM 异常分析

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一. StackOverflowError1.1 写个 bugpublic class StackOverflowErrorDemo {    public static void main(String[] args) {        javaKeeper();    }    private static void javaKeeper() {        javaKeeper();    }}上一篇详细的介绍过
JVM 运行时数据区
，JVM 虚拟机栈是有深度的，在执行方法的时候会伴随着入栈和出栈，上边的方法可以看到，main 方法执行后不停的递归，迟早把栈撑爆了
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError at oom.StackOverflowErrorDemo.javaKeeper(StackOverflowErrorDemo.java:15)
教你写Bug，常见的 OOM 异常分析

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1.2 原因分析
  • 无限递归循环调用（最常见原因），要时刻注意代码中是否有了循环调用方法而无法退出的情况
  • 执行了大量方法，导致线程栈空间耗尽
  • 方法内声明了海量的局部变量
  • native 代码有栈上分配的逻辑，并且要求的内存还不小，比如 java.net.SocketInputStream.read0 会在栈上要求分配一个 64KB 的缓存（64位 linux）
1.3 解决方案
  • 修复引发无限递归调用的异常代码，通过程序抛出的异常堆栈，找出不断重复的代码行，按图索骥，修复无限递归 Bug
  • 排查是否存在类之间的循环依赖（当两个对象相互引用，在调用toString方法时也会产生这个异常）
  • 通过 JVM 启动参数 -Xss 增加线程栈内存空间，某些正常使用场景需要执行大量方法或包含大量局部变量，这时可以适当地提高线程栈空间限制
二. Java heap spaceJava 堆用于存储对象实例，我们只要不断的创建对象，并且保证 GC Roots 到对象之间有可达路径来避免 GC 清除这些对象，那随着对象数量的增加，总容量触及堆的最大容量限制后就会产生内存溢出异常 。
Java 堆内存的 OOM 异常是实际应用中最常见的内存溢出异常 。
2.1 写个 bug/** * JVM参数：-Xmx12m */public class JavaHeapSpaceDemo {    static final int SIZE = 2 * 1024 * 1024;    public static void main(String[] a) {        int[] i = new int[SIZE];    }}代码试图分配容量为 2M 的 int 数组，如果指定启动参数 -Xmx12m，分配内存就不够用，就类似于将 XXXL 号的对象，往 S 号的 Java heap space 里面塞 。
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at oom.JavaHeapSpaceDemo.main(JavaHeapSpaceDemo.java:13)2.2 原因分析
  • 请求创建一个超大对象，通常是一个大数组
  • 超出预期的访问量/数据量，通常是上游系统请求流量飙升，常见于各类促销/秒杀活动，可以结合业务流量指标排查是否有尖状峰值
  • 过度使用终结器（Finalizer），该对象没有立即被 GC
  • 内存泄漏（Memory Leak），大量对象引用没有释放，JVM 无法对其自动回收，常见于使用了 File 等资源没有回收
2.3 解决方案针对大部分情况，通常只需要通过 -Xmx 参数调高 JVM 堆内存空间即可 。如果仍然没有解决，可以参考以下情况做进一步处理：

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