JVM的內存溢出異常
在Java虛擬機規范的描述中，除了PC(程序計數器)寄存器外，虛擬機內存的其他幾個運行時區域都有發生OutOfMemoryError異常的可能。當發生OutOfMemoryError異常時，無法用try...catch捕捉。
在開始講解之前，在這里先簡單介紹下虛擬機啟動相關的一些內存設置參數。因為OutOfMemoryError異常發生，與這些參數的設置密切相關。
舉例說明含義：
-Xss128k
每個線程的java棧大小,一個線程java棧所有棧幀大小總和***允許的尺寸128k。
-Xms128m
表示JVM Heap(堆內存)最小尺寸128MB，初始分配
-Xmx512m
表示JVM Heap(堆內存)***允許的尺寸256MB，按需分配。
-XX:PermSize=20M
設置方法區的初始大小
-XX:MaxPermSize=30M
設置方法區的***值
Java棧溢出
在Java虛擬機規范中，對這個區域規定了兩種異常狀況：StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。
1.StackOverflowError異常
每當java程序代碼啟動一個新線程時，Java虛擬機都會為它分配一個Java棧。Java棧以幀為單位保存線程的運行狀態。當線程調用java方法時，虛擬機壓入一個新的棧幀到該線程的java棧中。只要這個方法還沒有返回，它就一直存在。如果線程的方法嵌套調用層次太多(如遞歸調用)，隨著java棧中幀的逐漸增多，最終會由于該線程java棧中所有棧幀大小總和大于-Xss設置的值，而產生StackOverflowError內存溢出異常。例子如下：
- /**
- * VM Args: -Xss128k
- */
- public class Test {
- private int count = 0;
- public static void main(String[] args) {
- new Test().method();
- }
- public void method() {
- System.out.println(++count);
- method();
- }
- }
-Xss為128k。其中的一次測試結果為，當count的值累加到2312時，發生如下異常：
- Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
- at sun.nio.cs.UTF_8.updatePositions(UTF_8.java:58)
- at sun.nio.cs.UTF_8$Encoder.encodeArrayLoop(UTF_8.java:392)
- at sun.nio.cs.UTF_8$Encoder.encodeLoop(UTF_8.java:447)
- at java.nio.charset.CharsetEncoder.encode(CharsetEncoder.java:544)
- at sun.nio.cs.StreamEncoder.implWrite(StreamEncoder.java:252)
- at sun.nio.cs.StreamEncoder.write(StreamEncoder.java:106)
- at java.io.OutputStreamWriter.write(OutputStreamWriter.java:190)
- at java.io.BufferedWriter.flushBuffer(BufferedWriter.java:111)
- at java.io.PrintStream.write(PrintStream.java:476)
- at java.io.PrintStream.print(PrintStream.java:547)
- at java.io.PrintStream.println(PrintStream.java:686)
- at jvm.Test.method(Test.java:17)
修改-Xss為1280k。其中的一次測試結果為，當count的值累加到26888時，發生StackOverflowError異常。隨著-Xss參數值的增大，可以嵌套的方法調用層次也相應增加。
綜上所述，StackOverflowError異常是由于方法調用的層次太深，最終導致為某個線程分配的所有棧幀大小總和大于-Xss設置的值，從而發生StackOverflowError異常。
2.OutOfMemoryError異常
java程序代碼啟動一個新線程時，沒有足夠的內存空間為該線程分配java棧(一個線程java棧的大小由-Xss參數確定)，jvm則拋出OutOfMemoryError異常。例子如下：
- /**
- * VM Args: -Xss128k
- */
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- int count = 0;
- while (true) {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- public void run() {
- while (true) {
- try {
- Thread.sleep(5000);
- } catch (Exception e) {}
- }
- }
- });
- thread.start();
- System.out.println(++count);
- }
- }
- }
-Xss為128k。其中的一次測試結果為，當count的值累加到11887時，發生如下異常：
- Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
- at java.lang.Thread.start0(Native Method)
- at java.lang.Thread.start(Thread.java:640)
- at jvm.Test.main(Test.java:20)
修改-Xss為1280k。其中的一次測試結果為，當count的值累加到1270時，發生OutOfMemoryError異常。隨著-Xss參數值的增大，java程序可以創建的總線程數越少。
Java堆溢出
Java堆用于儲存對象實例。當需要為對象實例分配內存，而堆的內存占用又已經達到-Xmx設置的***值。將會拋出OutOfMemoryError異常。例子如下：
- /**
- * VM Args: -Xmx5m
- */
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- int count = 0;
- List<Object> list = new ArrayList<Object>();
- while (true) {
- list.add(new Object());
- System.out.println(++count);
- }
- }
- }
-Xmx為5m。其中的一次測試結果為，當count的值累加到297868時，發生如下異常：
- Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
- at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2760)
- at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2734)
- at java.util.ArrayList.ensureCapacity(ArrayList.java:167)
- at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:351)
- at jvm.Test.main(Test.java:15)
修改-Xmx為10m。其中的一次測試結果為，當count的值累加到670205時，發生OutOfMemoryError異常。隨著-Xmx參數值的增大，java堆中可以存儲的對象也越多。
方法區溢出
方法區用于存放java類型的相關信息，如類名、訪問修飾符、常量池、字段描述、方法描述等。在類裝載器加載class文件到內存的過程中，虛擬機會提取其中的類型信息，并將這些信息存儲到方法區。當需要存儲類信息而方法區的內存占用又已經達到-XX:MaxPermSize設置的***值。將會拋出OutOfMemoryError異常。對于這種情況的測試，基本的思路是運行時產生大量的類去填滿方法區，直到溢出。這里需要借助CGLib直接操作字節碼運行時，生成了大量的動態類。例子如下：
- /**
- * VM Args: -XX:MaxPermSize=50M
- */
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- int count = 0;
- while (true) {
- Enhancer enhancer = new Enhancer();
- enhancer.setSuperclass(Test.class);
- enhancer.setUseCache(false);
- enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
- public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
- MethodProxy proxy) throws Throwable {
- return proxy.invoke(obj, args);
- }
- });
- enhancer.create();
- System.out.println(++count);
- }
- }
- }
-XX:MaxPermSize為50m。其中的一次測試結果為，當count的值累加到3953時，發生如下異常：
- Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
- at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
- at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:631)
- at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)
- ... 8 more
修改-XX:MaxPermSize為100m。其中的一次測試結果為，當count的值累加到8022時，發生OutOfMemoryError異常。隨著-XX:MaxPermSize參數值的增大，java方法區中可以存儲的類型數據也越多。
相關的參考資料:
1.深入Java虛擬機(原書第2版)
2.深入理解Java虛擬機:JVM高級特性與***實踐
3.互聯網相關的文章
原文鏈接：http://www.cnblogs.com/evan2012/archive/2012/05/12/2497086.html
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