OOM异常类型总结

OOM是什么？英文全称为 OutOfMemoryError（内存溢出错误）。当程序发生OOM时，怎样去定位导致异常的代码还是挺麻烦的。
要查抄OOM发生的原因，首先必要了解各种OOM情况下会报的异常信息。如许能缩小排查范围，再联合异常堆栈、heapDump文件、JVM分析工具和业务代码来判断具体是哪些代码导致的OOM。笔者在此测试并记载以下几种OOM情况。
环境准备

• jdk1.8（HotSpot捏造机）
  
• windows操作系统
  
• idea开发工具
  

在idea上举行测试时，必要了解idea实行测试用比方何设置捏造机参数（VM options）。如下图所示：

• 单击main方法的启动图标，选择修改运行配置
  
  
  
  
• 打开Add VM options，将JVM参数填在图示VM options处
  
  
  
  

堆溢出

Java堆是用来存储对象实例的，只要不停的创建对象，并包管对象不被GC接纳掉，那么当对象占用的内存达到了最大堆内存限定，无法再申请到新的内存空间时，就会导致OOM。要让对象不被接纳就必要包管GC Roots引用链可以到达该对象，此处采用了List来保持对对象的引用。并且设置参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError打印OOM发生时的堆内存状态。代码如下：

1. /**
2. * VM options: -Xms10m -Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
3. * @author yywf
4. * @date 2024/4/11
5. */
6. public class HeapOOMTest {
7.     public static void main(String[] args) {
8.         List<Object> list = new LinkedList<>();
9.         while (true) {
10.             list.add(new Object());
11.         }
12.     }
13. }

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实行效果

提示信息为GC overhead limit exceeded。
使用JProfiler打开heapDump文件，可以看到启动类加载器中的java.util.LinkedList占用了92.3%的堆内存

字符串常量池溢出

通过String.intern()这个native方法将字符串添加到常量池中。
测试代码如下：

1. /**
2. * VM options: -Xms2M -Xmx2M
3. * @author yywf
4. * @date 2024/4/11
5. */
6. public class StringConstantOOMTest {
7.     public static void main(String[] args) {
8.         List<String> list = new LinkedList<>();
9.         int i = 0;
10.         while (true) {
11.             list.add(String.valueOf(i++).intern());
12.         }
13.     }
14. }

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实行效果

在jdk8中，字符串常量池已经移到了堆中。所以抛出的异常是堆内存溢出。
栈溢出

在JVM规范中，栈有捏造机栈和本地方法栈之分。但在现实的实现中，HotSpot捏造机是没有区分捏造机栈和本地方法栈的。所以对于HotSpot来说，-Xoss（设置本地方法栈大小）参数是无效的，栈容量只能通过-Xss参数设置。
栈深度造成的溢出

在JVM规范中，如果线程请求的栈深度大于捏造机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。测试代码如下：

1. /**
2. * VM options: -Xss128k
3. * @author yywf
4. * @date 2024/4/11
5. */
6. public class StackOOMTest {
8.     private int stackLength = 1;
10.     public void stackDeep() {
11.         stackLength++;
12.         stackDeep();
13.     }
15.     public static void main(String[] args) {
16.         StackOOMTest test = new StackOOMTest();
18.         try {
19.             test.stackDeep();
20.         } catch (Throwable e) {
21.             System.out.println("栈深度：" + test.stackLength);
22.             throw e;
23.         }
24.     }
25. }

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实行效果

创建线程造成的内存溢出

另一种情况，呆板的RAM内存是固定的，如果不思量其他程序占用内存，那么RAM就由堆、方法区、程序计数器、捏造机栈和本地方法栈瓜分。通过不停的创建线程占满RAM的内存，会导致什么情况呢？测试代码：

1. /**
2. * VM options: -Xss10M
3. * @author yywf
4. * @date 2024/4/11
5. */
6. public class CreateThreadOOMTest {
8.     public void stackOOMByThread() {
9.         while (true) {
10.             Thread thread = new Thread(() -> {
11.                 while (true) {
12.                     try {
13.                         Thread.sleep(60000);
14.                     } catch (InterruptedException e) {
15.                         throw new RuntimeException(e);
16.                     }
17.                 }
18.             });
19.             thread.start();
20.         }
21.     }
23.     public static void main(String[] args) {
24.         CreateThreadOOMTest test = new CreateThreadOOMTest();
25.         test.stackOOMByThread();
26.     }
27. }

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这里把栈的大小设置为了10M，也就是说创建一个线程最少必要10M的内存。可以更快的出现效果。
实行效果

抛出的是OutOfMemoryError。慎用慎用慎用，重要的事情说三遍，本人在测试的时候电脑死机了一会。得亏在线程的run方法中让线程睡眠了，否则cpu+内存双双阵亡。
方法区溢出

方法区大小在jdk1.7（包含）以前版本是通过-XXermSize和-XX:MaxPermSize来设置的。在jdk8的实现叫做元空间（metaspace），通过-XX:MetaspaceSize=10M和-XX:MaxMetaspaceSize=10M来设置其大小。
方法区存放的是类的信息，所以在运行时不停创建类就行。这里使用CGLib动态代理来生成类，可以添加以下maven依赖来使用CGLib：

1. <dependency>
2.     <groupId>org.springframework</groupId>
3.     <artifactId>spring-core</artifactId>
4.     <version>5.3.13</version>
5. </dependency>

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测试代码如下：

1. /**
2. * VM options: -XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M
3. * @author yywf
4. * @date 2024/4/11
5. */
6. public class MetaSpaceOomTest {
8.     public static void main(String[] args) {
9.         while (true) {
10.             Enhancer enhancer = new Enhancer();
11.             enhancer.setSuperclass(Object.class);
12.             enhancer.setUseCache(false);
13.             enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
14.                 @Override
15.                 public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
16.                     return methodProxy.invokeSuper(o, args);
17.                 }
18.             });
19.             enhancer.create();
20.         }
21.     }
22. }

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实行效果

本机直接内存溢出

通过-XX:MaxDirectMemorySize=10M参数设置能申请的DirectMemory大小。如果不设置则默以为java堆的最大值。通过反射获取Unsafe实例，使用其来申请DirectMemory内存。
测试代码如下：

1. /**
2. * VM options: -Xmx10M -XX:MaxDirectMemorySize=10M
3. * @author yywf
4. * @date 2024/4/11
5. */
6. public class DirectOOMTest {
7.     public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
9.         Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
10.         unsafeField.setAccessible(true);
11.         Unsafe unsafe = (Unsafe) unsafeField.get(null);
12.         while (true) {
13.             unsafe.allocateMemory(1048576);
14.         }
15.     }
16. }

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实行效果

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