「OOM」Java heap space原因与解决 _Java

JVM的OOM分为多种情况，下面会针对JAVA.lang.OutOfMemoryError: Java heap space这种情况讲解一下发生的原因与解决方案。
在JAVA应用启动时，会限制应用的使用空间。也就说，任何一个JAVA应用，都只能使用有限的内存空间。
【「OOM」Java heap space原因与解决】JAVA的内存空间在JDK7及以前划分为堆与永久代。在JDK8之后移除了永久代，采用元空间来代替。
在启动时，通过指定JVM参数：`-Xmx` 来设置可使用的最大堆大小。如果没有显式的设置，则系统上默认为物理内存的1/4（根据物理内存的不同情况有不同的分配规则。但是普遍可以认为是1/4）。
发生java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常时，代表着应用尝试从堆上申请一个区域时，堆没有可配的空间。（注：可能有可使用的物理内存，但是没有已经达到了JAVA应用可分配的内存大小）

JVM是很智能的，在即将发生OOM时，会进行一次FullGC以回收可回收的对象来释放空间。如果FullGC之后还是没有可满足大小的空间分配，才抛出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 。

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space正常是怎么发生的呢？

突发高峰期：程序在正常的用户量和一定数据量时运行正常。但是，在某个高峰时导致超出预期阈值，内存存活对象使用空间的量超出最大堆，并且无法回收。
内存泄露：由于编程错误导致应用程序不再需要的对象（数据）一直被持有引用，导致无法被回收。随着时间的推移，泄露的内存对象占用了所有的可用堆空间。

分配合理的足够内存最简单的解决方法就给JVM分配足够大的内存来满足运行程序的需求。
但是，需要注意在内存泄漏的情况下，分配再大的内存也只是推迟了java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space的发生。
而且，加大了JVM堆内存，也会增加在GC时的暂停时间（STW），影响程序的吞吐量，增加延迟。

如何分配一个合理的内存空间，是需要针对GC进行优化的。也就是常说的JVM调优。
JVM调优可以参考：「JVM」GC——调优介绍

那么，如何调整通过分配JAVA堆空间来解决问题呢？
首先，需要了解以下这些问题：

哪些对象占用了大量的堆空间
在哪些代码中创建了这些对象

上述的问题可以通过JVM自身的jmap来dump出运行时的堆栈信息。然后通过如：MAT，JProfiler，jconsole等空间来进行内存对象占用的跟踪。

MAT使用可以参考：[JVM] MAT进阶使用

当然，这种方式是比较原始的方式。建议通过如：Plumbr等JVM监控工具来跟踪问题。

文章插图
Plumbr的报告信息
以上图的监控举例简要说明一下如何适当的进行堆空间的大小分配。
上图所示中，可以得到如下信息：

所有相关对象的整个GCRoot引用

内存消耗最多的对象：

文章插图

这些对象在代码中的分配位置：

文章插图

根据上述的信息，我们可以得到这样的猜想：
这个程序的需要的运行空间超过248MB，并且是无法在一定时间内释放被回收。那么，按JVM调优的思路，建议分配的最大堆大小为：老年代活跃数据大小 * 3~4倍。
所以，我们第一次调整时，可以分配：248 * 4 = 992 。
由于堆大小的无法确认，所以第一次调整直接调整为：-Xmx1024m 。