程序小白在寫代碼的過程中，經(jīng)常會不經(jīng)意間寫出發(fā)生內(nèi)存溢出異常的代碼。很多時候這類異常如何產(chǎn)生的都傻傻弄不清楚，如果能故意寫出讓jvm發(fā)生內(nèi)存溢出的代碼，有時候看來也并非一件容易的事。最近通過學(xué)習(xí)《深入理解java虛擬機-JVM高級特性與最佳實踐》這本書，終于初步了解了一下java虛擬機的內(nèi)存模型。本文通過寫出使jvm發(fā)生內(nèi)存溢出異常的代碼來對自己的學(xué)習(xí)結(jié)果進行總結(jié)，同時也提醒自己以后寫代碼時候不要再跳進這個坑啦。

java的內(nèi)存管理是由java虛擬機自動進行管理的，并不需要程序員過多的手動干預(yù)，這也就導(dǎo)致了初學(xué)java的人在不了解java內(nèi)存模型的情況下也能愉快的進行coding。不過一旦涉及了內(nèi)存泄露或者內(nèi)存溢出以及垃圾回收(GC)方面的問題,如果不了解虛擬機是怎么管理內(nèi)存的，那么排查問題，定位錯誤地點就顯得無從下手了。首先上圖看一下java虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)是什么樣子(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))：

從上圖我們可以獲得以下信息：

jvm內(nèi)存分區(qū)可以分為所有線程共享數(shù)據(jù)區(qū)以及線程隔離數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。這也就是說圖中的方法區(qū)和堆是由所有的線程共同使用的，而虛擬機棧、本地方法棧、程序計數(shù)器則是每個線程獨有各自的響應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)，各線程之間是互不干擾的。

jvm運行時數(shù)據(jù)區(qū)按照功能可分為方法區(qū)，堆，虛擬機棧，本地方法棧，程序計數(shù)器五個部分。各個部分存儲的數(shù)據(jù)類型不同。

本文主要講述如何讓JVM發(fā)生內(nèi)存溢出異常，有關(guān)JVM內(nèi)存模型將會在另一篇文章中詳細講解，這里簡單介紹各分區(qū)的作用：

堆：各線程共享；存放java對象實例，以及為數(shù)組分配的空間也在此處

虛擬機棧：線程私有；生命周期與線程相同，描述java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個方法在執(zhí)行時創(chuàng)建棧幀，棧幀存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、返回地址(方法出口)等信息

本地方法棧：和虛擬機棧功能類似，線程私有；為虛擬機使用的Native方法提供服務(wù)

方法區(qū)：各線程共享；存儲已被虛擬機加載的類的信息、final聲明的常量，static修飾的靜態(tài)變量，以及編譯器編譯后的java代碼等數(shù)據(jù)(jdk7以后把常量池移到了堆中)

程序計數(shù)器：線程私有；可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行程序的字節(jié)碼的行號指示器

在jvm規(guī)范中，除了程序計數(shù)器內(nèi)存區(qū)域沒有規(guī)定任何內(nèi)存溢出異常情形外，其他四個內(nèi)存區(qū)域都會有相應(yīng)的內(nèi)存溢出異常發(fā)生的可能，所以jvm內(nèi)存溢出異常發(fā)生在不同的內(nèi)存區(qū)域具有不同的異常發(fā)生原因，知道一內(nèi)存異常產(chǎn)生的位置，對于定位錯誤地點就很有指向性了。

下面就通過實例來展示，如何通過代碼指定讓不同的內(nèi)存區(qū)域發(fā)生內(nèi)存溢出異常。

一、java堆發(fā)生內(nèi)存溢出：

java堆是用來存儲對象實例以及數(shù)組的，使java堆發(fā)生內(nèi)存溢出的要旨是：

不斷創(chuàng)建對象

保證對象存活，不會被垃圾收集器回收

java虛擬機的內(nèi)存大小是可以人為設(shè)置的，通過設(shè)置限制內(nèi)存大小，可以很方便的實現(xiàn)內(nèi)存溢出，節(jié)約了時間。

設(shè)置java堆內(nèi)存大小的虛擬機參數(shù)為：-Xms堆的初始大小 -Xmx堆可擴展的最大值

1 packageText.JVM;2

3 importjava.util.ArrayList;4 importjava.util.List;5

6 /**7 * JVM堆中存儲java對象實例和數(shù)組

8 * VM Args: -Xms20m -Xmx20m (限制堆的大小不可擴展)

9 *@authorAdministrator

10 *

11*/

12 public classHeapOutOfMemoryError {13

14 public static classOOMObject {15}16 public static voidmain(String[] args) {17 List list=new ArrayList<>();18 //不斷創(chuàng)建對象，并保證GC Roots到對象之間有可達路徑，避免垃圾回收清除創(chuàng)建的對象

19 while (true) {20 list.add(newOOMObject());21System.out.println(System.currentTimeMillis());22}23}24

25 }

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jvm虛擬機啟動參數(shù)設(shè)置：

運行結(jié)果：

Exception in thread "main"java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2245)

at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2219)

at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:242)

at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(ArrayList.java:216)

at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(ArrayList.java:208)

at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:440)

at Text.JVM.HeapOutOfMemoryError.main(HeapOutOfMemoryError.java:20)

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注意運行結(jié)果第一行末尾：java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space 。java heap space明確的指出了異常發(fā)生的區(qū)域：堆。

二、虛擬機棧發(fā)生內(nèi)存溢出異常：

能夠使虛擬機棧發(fā)生內(nèi)存溢出異常的情形有兩種：

線程請求的棧深度超過虛擬機所允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常。

虛擬機在擴展棧時無法申請到足夠的內(nèi)存空間，將拋出OutOfMemoryError異常。

使java虛擬機棧發(fā)生內(nèi)存溢出異常的要旨：

對應(yīng)情形1，使用不合理的遞歸

對應(yīng)情形2，不斷創(chuàng)建活躍的線程

使用遞歸導(dǎo)致虛擬機棧內(nèi)存溢出異常的示例：

1 packageText.JVM;2

3

4 /*5 * 線程請求的棧深度超過虛擬機所允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常

6 * 最常見引起此類異常的情形時使用不合理的遞歸調(diào)用

7 * VM Args:-Xss256k

8 *

9 * @author Administrator

10 *

11*/

12 public classStackOverflowError {13

14 //記錄內(nèi)存溢出時的棧深度

15 private int stackLength = 1;16

17 //遞歸調(diào)用的方法

18 public voidstackLeak() {19 stackLength++;20stackLeak();21}22

23 public static voidmain(String[] args) {24

25 StackOverflowError oomError = newStackOverflowError();26 try{27oomError.stackLeak();28 } catch(Throwable e) {29 System.out.println("棧深度為：" +oomError.stackLength);30 throwe;31}32}33

34 }

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程序運行結(jié)果：

棧深度為：2491Exception in thread"main"java.lang.StackOverflowError

at Text.JVM.StackOverflowError.stackLeak(StackOverflowError.java:19)

at Text.JVM.StackOverflowError.stackLeak(StackOverflowError.java:20)

at Text.JVM.StackOverflowError.stackLeak(StackOverflowError.java:20)

at Text.JVM.StackOverflowError.stackLeak(StackOverflowError.java:20)

......

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異常信息中的：java.lang.StackOverflowError表明了內(nèi)存溢出區(qū)域為虛擬機棧。

通過創(chuàng)建線程導(dǎo)致虛擬機棧內(nèi)存溢出異常的示例：

1 packageText.JVM;2

3 /*4 * 通過不斷創(chuàng)建活躍線程，消耗虛擬機棧資源

5 * VM Args:-Xss256k

6*/

7 public classStackOutOfMemoryError {8

9 //線程任務(wù)，每個線程任務(wù)一直在運行

10 private voidwontStop() {11 while (true) {12System.out.println(System.currentTimeMillis());13}14}15

16 //不斷地創(chuàng)建線程

17 public voidstackLeadByThread() {18 while (true) {19 Thread thread = new Thread(newRunnable() {20

21@Override22 public voidrun() {23wontStop();24}25});26thread.start();27}28}29

30 public static voidmain(String[] args) {31 StackOutOfMemoryError oomError=newStackOutOfMemoryError();32oomError.stackLeadByThread();33}34

35 }

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理論上本段代碼的運行結(jié)果應(yīng)該是：?Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread?,但是由于windows平臺虛擬機java線程映射到操作系統(tǒng)的內(nèi)核線程上，執(zhí)行上述代碼有較大風(fēng)險可能會導(dǎo)致操作系統(tǒng)假死(我運行完是真的死了)，所以運行需謹慎！！！(寫了這么長的博客有一半沒保存，重啟后丟了這我會亂說？？？都是淚啊)。

三、方法區(qū)和運行時常量池內(nèi)存溢出異常

方法區(qū)的作用是存儲 Java 類的結(jié)構(gòu)信息，當(dāng)我們創(chuàng)建對象實例后，對象的類型信息存儲在方法區(qū)之中，實例數(shù)據(jù)存放在堆中；實例數(shù)據(jù)指的是在 Java 中創(chuàng)建的各種實例對象以及它們的值，類型信息指的是定義在 Java 代碼中的常量、靜態(tài)變量、以及在類中聲明的各種方法、方法字段等等；同時可能包括即時編譯器編譯后產(chǎn)生的代碼數(shù)據(jù)。通過在運行時產(chǎn)生大量的類，或者工程本身具有大量的類，而方法區(qū)分配的空間不足以容納如此多的類信息的時候就會產(chǎn)生方法區(qū)內(nèi)存溢出異常。

運行時常量池是方法取得一部分，程序中使用到的String類型字面量以及基本數(shù)據(jù)類型的一部分數(shù)據(jù)會存儲在常量池中。我們使用String.intern()方法來測試，是運行時常量池發(fā)生內(nèi)存溢出。此方法的作用是：如果字符串常量池中不包含一個等于此String對象的字符串，則將此對象包含的字符串添加到常量池中，并返回此對象的引用。

使方法區(qū)發(fā)生內(nèi)存溢出的要旨:

程序運行時動態(tài)創(chuàng)建的大量類，導(dǎo)致方法區(qū)內(nèi)存空間不足

程序中存有大量字面量等數(shù)據(jù)導(dǎo)致常量區(qū)內(nèi)存不足

常量池內(nèi)存溢出示例代碼(僅在jdk6之前的版本中有效)：

1 packageText.JVM;2

3 importjava.util.ArrayList;4 importjava.util.List;5

6 /*7 * VM Args: -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M(限制常量池容量)

8 *

9*/

10 public classRunTimeConstantPoolOutOfMemoryError {11

12 public static voidmain(String[] args) {13 //使用list保持常量池引用，避免常量池內(nèi)的數(shù)據(jù)被垃圾回收清除

14 List list = new ArrayList<>();15 long i = 0;16 while (true) {17 String string = (i++) + "";18list.add(string.intern());19}20}21

22 }

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據(jù)說此段代碼在jdk6之前的版本中運行時會產(chǎn)生：Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 其中PermGen space指示內(nèi)存溢出發(fā)生在運行時常量池中。

但是，我在jdk7的環(huán)境中運行得到的結(jié)果卻是：?Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space? 指示內(nèi)存溢出發(fā)生在堆中而不是方法區(qū)中的常量池！！！都說實踐是檢驗真理的唯一標準，果真是沒錯的。因為在 JDK1.2 ~ JDK6 的實現(xiàn)中，HotSpot 使用永久代實現(xiàn)方法區(qū)，而從 JDK7 開始 Oracle HotSpot 開始移除永久代，JDK7中符號表被移動到 Native Heap中，字符串常量和類引用被移動到 Java Heap中。在 JDK8 中，永久代已完全被元空間(Meatspace)所取代。關(guān)于常量池的存放位置還有待進一步研究，不過上段代碼是可以引起常量池的內(nèi)存溢出的。

通過運行時動態(tài)產(chǎn)生大量的類產(chǎn)生方法區(qū)內(nèi)存溢出示例這里就不提供了，書中提供了使用CGLib使方法區(qū)出現(xiàn)內(nèi)存異常的示例：

1 /**2 * VM Args： -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M

3 *@authorzzm

4*/

5 public classJavaMethodAreaOOM {6

7 public static voidmain(String[] args) {8 while (true) {9 Enhancer enhancer = newEnhancer();10 enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);11 enhancer.setUseCache(false);12 enhancer.setCallback(newMethodInterceptor() {13 public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throwsThrowable {14 returnproxy.invokeSuper(obj, args);15}16});17enhancer.create();18}19}20

21 static classOOMObject {22

23}24 }

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運行結(jié)果：

Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)

at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:632)

at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:616)

...8 more

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我并沒有運行過這段代碼，因為我本人對于CGLib并不了解，這里只要知道發(fā)生內(nèi)存溢出時顯示：PermGen space那就是方法區(qū)內(nèi)存溢出準沒錯啦。

四、直接內(nèi)存不足導(dǎo)致內(nèi)存溢出異常

直接內(nèi)存不是虛擬機運行時的數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是在java虛擬機規(guī)范中定義的區(qū)域，但是這部分區(qū)域也被頻繁使用，也會導(dǎo)致OutOfMemoryError

直接內(nèi)存應(yīng)用于NIO，直接內(nèi)存區(qū)域默認為對內(nèi)存的最大值，通過-XX:MaxDirectMemorySize可以顯式的指定直接內(nèi)存大小，如果忽略直接內(nèi)存，容易使各個內(nèi)存區(qū)域總和大于物理內(nèi)存限制，從而導(dǎo)致動態(tài)擴展時出現(xiàn)內(nèi)存溢出現(xiàn)象。

具體的代碼示例也就不貼了，因為平時的學(xué)習(xí)過程中還沒有使用過或者還沒有意識到自己使用過直接內(nèi)存區(qū)。

(注：以上內(nèi)容完全是為了記錄學(xué)習(xí)結(jié)果，所有內(nèi)容皆為原創(chuàng)，如果覺得對您有用歡迎轉(zhuǎn)載，但請注明出處，尊重原創(chuàng)，如果文內(nèi)有內(nèi)容不對的地方還請多多指教)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的写java线程导致电脑内存不足_如何写出让java虚拟机发生内存溢出异常OutOfMemoryError的代码...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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