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Java内存溢出OutOfMemoryError的产生与排查

在java的虚拟机异常中,有两个异常是大家比较关心的,一个是StackOverflowError,另一个是OutOfMemoryError。今天我们就来看看OutOfMemoryError是怎么产生的,以及如何去排查这个异常。

概念

要了解什么是OutOfMemoryError,我们可以直接看一下OutOfMemoryError的源码,在类上的英文注释很好的阐述了什么是OutOfMemoryError,翻译过来的意思是,由于内存不足,虚拟机没有可分配的内存了,垃圾回收器也不能释放更多的内存。在生产环境中,由于访问量过大,把内存吃满,会出现OutOfMemoryError的异常,小伙伴们如果没有经验的话,往往束手无策,到底是真的内存不够用了,还是自己的程序有问题,也不知道如何去排查这样的异常。

模拟OutOfMemoryError

在这里,我们写一段程序,来模拟一下OutOfMemoryError如何产生,我们创建一个List对象,然后向里边不停的添加1M的Byte,如下;

 public static void main(String[] args) {
     List<Byte[]> list = new ArrayList<>();
     int i = 0;
     try {
         while (true) {
             list.add(new Byte[1024 * 1024]);
             i++;
         }
     } catch (Throwable e) {
         e.printStackTrace();
         System.out.println("执行了"+i+"次");
     }
 }
  • 我们写了一个while(true)循环,每次都add一个1M的字节对象,1024*1024正好1M。
  • 我们用i的值记录总共执行了几次。
  • 如果这样不停的执行下去,不管你有多大的内存,都会被吃光的。

我们为了让程序运行时,快速的抛出OutOfMemoryError异常,可以在java的启动命令行增加启动参数,设置堆内存的初始值和最大值。这两个值在生产环境下,通常也是要配置的哦,要充分利用机器的内存嘛,如果不配置就会使用默认值。到时候由于内存不足向老板申请机器,可别挨骂哦~

那这两个参数怎么去加呢?

  • -Xms ,-Xms设置初始堆内存的大小
  • -Xmx, -Xmx设置最大堆内存的大小

通常情况下,这两个值设置成一样就可以了,总之,我们设置了堆内存的大小。我们在IDEA的启动配置中,统一设置堆内存为80M,如下;

好了~~我们运行一下,看看会不会抛出OutOfMemoryError异常吧

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at com.diancan.JavaOOMDemo.main(JavaOOMDemo.java:14)
执行了14次

执行了14次,抛出了OutOfMemoryError异常。但是,如果抛出这样一个异常,我们怎么去排查呢?就这一行日志也看不出什么来啊。

排查

说到排查,如果我们能够拿到异常时的内存快照,然后通过一些工具就可以了进行内存的分析了。那么我们怎么去拿到内存溢出时的快照呢?其实,JDK也为我们提供了这样的命令参数,我们来看一下吧,

  • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError,从字面就可以很容易的理解,在发生OutOfMemoryError异常时,进行堆的Dump,这样就可以获取异常时的内存快照了。
  • -XX:HeapDumpPath=D:\heap-dump\ ,这个也很好理解,就是配置HeapDump的路径,方便我们管理,这里我们配置为D:\heap-dump,当然你也可以根据自己的需要,定义为其他的目录。

注意,HeapDumpPath的目录一定要手动创建好,如果没有这个目录,Dump会失败的。

IDEA中的配置,如图:

我们再运行一下程序,看看是什么样子,

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to D:\heap-dump\java_pid24312.hprof ...
Heap dump file created [123468648 bytes in 0.141 secs]
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at com.diancan.JavaOOMDemo.main(JavaOOMDemo.java:14)
执行了14次

我们发现日志上面多了点东西,创建了一个文件,在D:\heap-dump\java_pid24312.hprof。这个文件就是我们的内存快照。那么问题来了,我们如何查看这个文件呢?直接打开是不行的,用写字板等也是不行的,那怎么办?其实也没那么复杂,使用JDK自带的jvisualvm就可以查看。

这里边有个小坑,如果大家用JDK8,可以在JDK的bin目录下找到jvisualvm.exe,但是如果你使用的是JDK8以上的版本,就本示例中,使用的是JDK11,在bin目录下是找不到jvisualvm.exe的。大家可以去visualvm的主页下载。

我们启动visualvm,进入到如下的页面,

然后,点击左上角的加载快照按钮,然后选择刚才我们Dump的文件,

我们重点看一下右侧中间的部分,

类的实例大小排序,可以看到,我们的Byte占了96.5%。详细的信息,我们可以点进去看,包括变量里存的内容,这样我们就可以很快的定位到内存溢出的位置,并且可以判断是真的内存不够了,还是我们的代码出了问题。

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