常⻅ OOM 异常分析

---------作者： 捡⽥螺的⼩男孩

常⻅ OOM 异常分析

• 堆溢出
• 栈溢出
• 方法区溢出
• 本机直接内存溢出
• GC overhead limit exceeded

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一、堆溢出

Java 堆⽤于存储对象实例，只要不断地创建对象，并且保证 GC Roots 到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么
在对象数量到达最⼤堆的容量限制后就会产⽣内存溢出异常。

原因

• 无法在java堆中分配对象
• 应用程序保存了无法被GC回收的对象
• 应用程序过度使用finalizer

排查解决思路

1. 查找关键报错信息，如java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space。

2. 使⽤内存映像分析⼯具（如 Eclipsc Memory Analyzer 或者 Jprofiler）对 Dump 出来的堆储存快照进⾏分析，分析清楚是内存泄漏还是内存溢出。

3. 如果是内存泄漏，可进⼀步通过⼯具查看泄漏对象到 GC Roots 的引⽤链，修复应⽤程序中的内存泄漏。

4. 如果不存在泄漏，先检查代码是否有死循环，递归等，再考虑⽤ -Xmx 增加堆⼤⼩。

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二、栈溢出

关于虚拟机栈和本地⽅法栈，在 Java 虚拟机规范中描述了两种异常：

• 如果线程请求的栈深度⼤于虚拟机所允许的深度，将抛出 StackOverflowError 异常；

• 如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时⽆法申请到⾜够的内存时会抛出 OutOfMemoryError 异常。

原因

• 在单个线程下，栈帧太⼤，或者虚拟机栈容量太⼩，当内存⽆法分配的时候，虚拟机抛出StackOverflowError 异常。

• 不断地建⽴线程的⽅式会导致内存溢出。

排查解决思路

1. 查找关键报错信息，确定是 StackOverflowError 还是 OutOfMemoryError；
2. 如果是 StackOverflowError，检查代码是否递归调⽤⽅法等；
3. 如果是 OutOfMemoryError，检查是否有死循环创建线程等，通过 - Xss 降低的每个线程栈⼤⼩的容量。

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三、⽅法区溢出

⽅法区，（⼜叫永久代，JDK8 后，元空间替换了永久代），⽤于存放 Class 的相关信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、⽅法描述等。运⾏时产⽣⼤量的类，会填满⽅法区，造成溢出。

原因

• 使⽤ CGLib ⽣成了⼤量的代理类，导致⽅法区被撑爆。

• 在 Java7 之前，频繁的错误使⽤ String.intern ⽅法。

• ⼤量 jsp 和动态产⽣ jsp。

• 应⽤⻓时间运⾏，没有重启。

排查解决思路

1. 检查是否永久代空间设置得过⼩；
2. 检查代码是否频繁错误得使⽤ String.intern ⽅法；
3. 检查是否跟 jsp 有关；
4. 检查是否使⽤ CGLib ⽣成了⼤量的代理类；
5. 重启⼤法，重启 JVM。

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四、本机直接内存溢出

直接内存并不是虚拟机运⾏时数据区的⼀部分，也不是 Java 虚拟机规范中定义的内存区域。但是，这部分内存也被频繁地使⽤，⽽且
也可能导致 OOM。

在 JDK1.4 中新加⼊了 NIO(New Input/Output) 类，它可以使⽤ native 函数库直接分配堆外内存，然后通过⼀个存储在 Java 堆中的
DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引⽤进⾏操作。这样能在⼀些场景中显著提⾼性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复
制数据。

原因

• 本机直接内存的分配虽然不会受到 Java 堆⼤⼩的限制，但是受到本机总内存⼤⼩限制。

• 直接内存由 -XX:MaxDirectMemorySize 指定，如果不指定，则默认与 Java 堆最⼤值（-Xmx 指定）⼀样。

• NIO 程序中，使⽤ ByteBuffer.allocteDirect(capability) 分配的是直接内存，可能导致直接内存溢出。

排查解决思路

1. 检查代码是否恰当。
2. 检查 JVM 参数 - Xmx，-XX:MaxDirectMemorySize 是否合理。

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五、GC overhead limit exceeded

• 这个是 JDK6 新加的错误类型，⼀般都是堆太⼩导致的。

• Sun 官⽅对此的定义：超过 98% 的时间⽤来做 GC 并且回收了不到 2% 的堆内存时会抛出此异常。

解决方案

1. 检查项⽬中是否有⼤量的死循环或有使⽤⼤内存的代码，优化代码。
2. 检查 JVM 参数 - Xmx -Xms 是否合理。
3. dump 内存，检查是否存在内存泄露，如果没有，加⼤内存。

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六、总结

⼏种常⻅ OOM 异常：

• java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
• java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
• java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
• java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
• java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

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