1.内存溢出

1.1 什么是Java的内存溢出？

在Java程序运行的过程中，经常会碰到以下错误：java.lang.OutOfMemoryError。
通俗讲，内存溢出是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现OutOfMemoryError。

1.2 产生原因？

简单来讲为以下两点：
1. JVM内存过小
2. 产生过多的，没有被回收的垃圾

以下讨论主要基于JVM上不同内存区域的讨论

1.3 Java堆溢出

Java堆是存放对象实例的地方，当我们不断申请创建对象，并且保证这些对象始终可以从GC Roots可达，总容量就会触及最大堆的容量限制而抛出内存溢出异常
例如以下代码，将虚拟机的初始大小设为 20M ，并且不可变（将堆的最小值 -Xms 和 堆的最大值 -Xmx 设置为一样可以避免Java堆自动扩展！）

public class OOM {
    /*
        -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
    */
    static class OOMObject{

    }
    public static void main(String[] args){
        List<OOMObject> list = new ArrayList<>();
        while(true){
            list.add(new OOMObject());
        }
    }
}

解决方法

常规处理方法是通过内存映像分析工具对 Dump 出来的堆转储快照进行分析。
1.首先分析是内存泄漏还是内存溢出
2.如果是内存泄漏通过工具查看泄露对象到 GC Roots 的引用链，分析垃圾收集器无法回收他们的原因，进而定位到出现问题的代码
3.如果不是内存泄漏，即对象都应该必须活着，就应该对比 JVM堆内存 和机器内存相比是否还有向上调整的空间；或者从代码上检查某些对象是否生命周期过长，持有状态时间过长，存储结构设计不合理等，尽量减少程序运行期间的内存消耗

1.4 虚拟机栈和本地方法栈溢出

1. 如果线程请求栈的深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出 StackOverflowError 异常

2. 如果虚拟机的栈内存允许动态的扩展，当扩展栈的容量无法申请到足够的内存的时候，将抛出’OutOfMemoryError’异常

解决方法

1.出现 StackOverflowError 异常时，会有明确错误堆栈可供分析，比较容易定位问题所在，例如递归没有终止条件。栈深度大多数情况下到达1000-2000是没有问题的，对于正常方法的调用，这个深度完全是够用的。
2.但如果是因为建立过多线程导致内存溢出，在不能减少线程的数量的情况下，只能通过减少最大堆的容量或者减少栈的容量来获取更多的线程！

1.5 方法区和运行时常量池溢出

由于在JDK 8 以后，永久代退出了历史舞台，元空间作为其替代者登场，即元空间使用的是直接内存，受限于本机物理内存的大小，不再容易抛出方法区的内存溢出。而在JDK 8 之前，方法区的实现永久代是会因为加载了大量的类（比如CG Lib字节码技术）而抛出方法区内存溢出的，或者因为运行时常量池（JDK 6 还是属于方法区的一部分，抛出的是方法区的内存溢出；而JDK７之后便移到Java堆上，抛出的是java的堆内存溢出）而抛出对应区域的内存溢出！

1.6 本机直接内存溢出

直接内存可以通过 -XX:MaxDirectMemorySize 参数来指定，若不指定则默认与堆的最大值保持一致。
由直接内存导致的内存溢出，一个明显的特征就是在dump下的文件不会看到有明显的异常情况，或者该文件很小，而程序又直接或者间接的使用了 Direct Memory ，就应该去考虑是否是本机直接内存溢出

2. 内存泄漏

Memory Leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存，迟早会被占光。
在Java中，内存泄漏就是存在一些被分配的对象，这些对象有下面两个特点：

1. 首先，这些对象是可达的，即在有向图中，存在通路可以与其相连；
2. 其次，这些对象是无用的，即程序以后不会再使用这些对象。

如果对象满足这两个条件，这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏，这些对象不会被GC所回收，然而它却占用内存。

3.两者联系

内存泄露会最终会导致内存溢出。
相同点：都会导致应用程序运行出现问题，性能下降或挂起。
不同点：
1. 内存泄露是导致内存溢出的原因之一，内存泄露积累起来将导致内存溢出。
1. 内存泄露可以通过完善代码来避免，内存溢出可以通过调整配置来减少发生频率，但无法彻底避免。

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