Java OOM原因以及解決方案
1)什么是OOM? OOM,全稱“Out Of Memory”,翻譯成中文就是“內存用完了”,來源于java.lang.OutOfMemoryError??聪玛P于的官方說明: Thrown when the Java Virtual Machine cannot allocate an object because it is out of memory, and no more memory could be made available by the garbage collector. 意思就是說,當JVM因為沒有足夠的內存來為對象分配空間并且垃圾回收器也已經(jīng)沒有空間可回收時,就會拋出這個error(注:非exception,因為這個問題已經(jīng)嚴重到不足以被應用處理)。
2)為什么會OOM?
為什么會沒有內存了呢?原因不外乎有兩點:
1)分配的少了:比如虛擬機本身可使用的內存(一般通過啟動時的VM參數(shù)指定)太少。
2)應用用的太多,并且用完沒釋放,浪費了。此時就會造成內存泄露或者內存溢出。
內存泄露:申請使用完的內存沒有釋放,導致虛擬機不能再次使用該內存,此時這段內存就泄露了,因為申請者不用了,而又不能被虛擬機分配給別人用。
內存溢出:申請的內存超出了JVM能提供的內存大小,此時稱之為溢出。
在之前沒有垃圾自動回收的日子里,比如C語言和C++語言,我們必須親自負責內存的申請與釋放操作,如果申請了內存,用完后又忘記了釋放,比如C++中的new了但是沒有delete,那么就可能造成內存泄露。偶爾的內存泄露可能不會造成問題,而大量的內存泄露可能會導致內存溢出。
而在Java語言中,由于存在了垃圾自動回收機制,所以,我們一般不用去主動釋放不用的對象所占的內存,也就是理論上來說,是不會存在“內存泄露”的。但是,如果編碼不當,比如,將某個對象的引用放到了全局的Map中,雖然方法結束了,但是由于垃圾回收器會根據(jù)對象的引用情況來回收內存,導致該對象不能被及時的回收。如果該種情況出現(xiàn)次數(shù)多了,就會導致內存溢出,比如系統(tǒng)中經(jīng)常使用的緩存機制。Java中的內存泄露,不同于C++中的忘了delete,往往是邏輯上的原因泄露。
3)OOM的類型
JVM內存模型:
按照JVM規(guī)范,JAVA虛擬機在運行時會管理以下的內存區(qū)域:
- 程序計數(shù)器:當前線程執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器,線程私有
- JAVA虛擬機棧:Java方法執(zhí)行的內存模型,每個Java方法的執(zhí)行對應著一個棧幀的進棧和出棧的操作。
- 本地方法棧:類似“ JAVA虛擬機棧 ”,但是為native方法的運行提供內存環(huán)境。
- JAVA堆:對象內存分配的地方,內存垃圾回收的主要區(qū)域,所有線程共享。可分為新生代,老生代。
- 方法區(qū):用于存儲已經(jīng)被JVM加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。Hotspot中的“永久代”。
- 運行時常量池:方法區(qū)的一部分,存儲常量信息,如各種字面量、符號引用等。
- 直接內存:并不是JVM運行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分, 可直接訪問的內存, 比如NIO會用到這部分。
按照JVM規(guī)范,除了程序計數(shù)器不會拋出OOM外,其他各個內存區(qū)域都可能會拋出OOM。
最常見的OOM情況有以下三種:
- java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space ------>java堆內存溢出,此種情況最常見,一般由于內存泄露或者堆的大小設置不當引起。對于內存泄露,需要通過內存監(jiān)控軟件查找程序中的泄露代碼,而堆大小可以通過虛擬機參數(shù)-Xms,-Xmx等修改。
- java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space ------>java永久代溢出,即方法區(qū)溢出了,一般出現(xiàn)于大量Class或者jsp頁面,或者采用cglib等反射機制的情況,因為上述情況會產(chǎn)生大量的Class信息存儲于方法區(qū)。此種情況可以通過更改方法區(qū)的大小來解決,使用類似-XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=256m的形式修改。另外,過多的常量尤其是字符串也會導致方法區(qū)溢出。
- java.lang.StackOverflowError ------> 不會拋OOM error,但也是比較常見的Java內存溢出。JAVA虛擬機棧溢出,一般是由于程序中存在死循環(huán)或者深度遞歸調用造成的,棧大小設置太小也會出現(xiàn)此種溢出。可以通過虛擬機參數(shù)-Xss來設置棧的大小。
4)OOM分析--heapdump
要dump堆的內存鏡像,可以采用如下兩種方式:
- 設置JVM參數(shù)-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError,設定當發(fā)生OOM時自動dump出堆信息。不過該方法需要JDK5以上版本。
- 使用JDK自帶的jmap命令。"jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>" 其中pid可以通過jps獲取。
dump堆內存信息后,需要對dump出的文件進行分析,從而找到OOM的原因。常用的工具有:
- mat: eclipse memory analyzer, 基于eclipse RCP的內存分析工具。詳細信息參見:http://www.eclipse.org/mat/,推薦使用。
- jhat:JDK自帶的java heap analyze tool,可以將堆中的對象以html的形式顯示出來,包括對象的數(shù)量,大小等等,并支持對象查詢語言OQL,分析相關的應用后,可以通過http://localhost:7000來訪問分析結果。不推薦使用,因為在實際的排查過程中,一般是先在生產(chǎn)環(huán)境 dump出文件來,然后拉到自己的開發(fā)機器上分析,所以,不如采用高級的分析工具比如前面的mat來的高效。
這個鏈接:https://developer.ibm.com/alert-zh/中提供了一個采用mat分析的例子 。
注意:因為JVM規(guī)范沒有對dump出的文件的格式進行定義,所以不同的虛擬機產(chǎn)生的dump文件并不是一樣的。在分析時,需要針對不同的虛擬機的輸出采用不同的分析工具(當然,有的工具可以兼容多個虛擬機的格式)。IBM HeapAnalyzer也是分析heap的一個常用的工具。
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