OutOfMemoryError几种表现形式

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1、Java heap space

当堆内存(Heap Space)没有足够空间存放新创建的对象时,就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError:Javaheap space 错误。

原因分析

1、请求创建一个超大对象,通常是一个大数组。
2、超出预期的访问量/数据量,通常是上游系统请求流量飙升,常见于各类促销/秒杀活动,可以结合业务流量指标排查是否有尖状峰值。
3、过度使用终结器(Finalizer),该对象没有立即被 GC。
4、内存泄漏(Memory Leak),大量对象引用没有释放,JVM 无法对其自动回收,常见于使用了 File 等资源没有回收。

解决方案

针对大部分情况,通常只需要通过 -Xmx 参数调高 JVM 堆内存空间即可。

如果仍然没有解决,可以参考以下情况做进一步处理:

  • 检查超大对合理性
  • 如果是业务峰值压力,可以考虑添加机器资源,或者做限流降级。
  • 如果是内存泄漏,需要找到持有的对象,修改代码设计,比如关闭没有释放的连接。

2、GC overhead limit exceeded

当 Java 进程花费 98% 以上的时间执行 GC,但只恢复了不到 2% 的内存,且该动作连续重复了 5 次,就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded 错误。简单地说,就是应用程序已经基本耗尽了所有可用内存, GC 也无法回收。

此类问题的原因与解决方案跟 Javaheap space 非常类似,可以参考上文。

3、Permgen space

该错误表示永久代(Permanent Generation)已用满,通常是因为加载的 class 数目太多或体积太大。

修改 -XX:MaxPermSize 启动参数,调大永久代空间。

4、Metaspace

JDK 1.8 使用 Metaspace(元空间) 替换了永久代(Permanent Generation),该错误表示 Metaspace 已被用满,通常是因为加载的 class 数目太多或体积太大。

此问题跟 Permgenspace 非常类似,可以调整 Metaspace 空间大小。参数为 -XX:MaxMetaspaceSize。

5、Unable to create new native thread

每个 Java 线程都需要占用一定的内存空间,当 JVM 向底层操作系统请求创建一个新的 native 线程时,如果没有足够的资源分配就会报此类错误

原因分析

JVM 向 OS 请求创建 native 线程失败,就会抛出 Unableto createnewnativethread,常见的原因包括以下几类:

  • 线程数超过操作系统最大线程数 ulimit 限制;
  • 线程数超过 kernel.pid_max(只能重启);
  • native 内存不足;

解决方案

  • 升级配置,为机器提供更多的内存;
  • 降低 Java Heap Space 大小;
  • 修复应用程序的线程泄漏问题;
  • 限制线程池大小;
  • 使用 -Xss 参数减少线程栈的大小;
  • 调高 OS 层面的线程最大数:执行 ulimia-a 查看最大线程数限制,使用 ulimit-u xxx 调整最大线程数限制。

6、Out of swap space

该错误表示所有可用的虚拟内存已被耗尽。虚拟内存(Virtual Memory)由物理内存(Physical Memory)和交换空间(Swap Space)两部分组成。当运行时程序请求的虚拟内存溢出时就会报 Outof swap space 错误。

原因分析

该错误出现的常见原因包括以下几类:

  • 地址空间不足
  • 物理内存已耗光;
  • 应用程序的本地内存泄漏(native leak),例如不断申请本地内存,却不释放。
  • 执行 jmap-histo:live 命令,强制执行 Full GC;如果几次执行后内存明显下降,则基本确认为 Direct ByteBuffer 问题。

解决方案

根据错误原因可以采取如下解决方案:

  • 升级地址空间为 64 bit;
  • 使用 Arthas 检查是否为 Inflater/Deflater 解压缩问题,如果是,则显式调用 end 方法。
  • Direct ByteBuffer 问题可以通过启动参数 -XX:MaxDirectMemorySize 调低阈值。
  • 升级服务器配置/隔离部署,避免争用。

7、Requested array size exceeds VM limit

JVM 限制了数组的最大长度,该错误表示程序请求创建的数组超过最大长度限制。JVM 在为数组分配内存前,会检查要分配的数据结构在系统中是否可寻址,通常为 Integer.MAX_VALUE-2。此类问题比较罕见,通常需要检查代码,确认业务是否需要创建如此大的数组,是否可以拆分为多个块,分批执行。

8、Direct buffer memory

Java 允许应用程序通过 Direct ByteBuffer 直接访问堆外内存,许多高性能程序通过 Direct ByteBuffer 结合内存映射文件(Memory Mapped File)实现高速 IO。Direct ByteBuffer 的默认大小为 64 MB,一旦使用超出限制,就会抛出 Directbuffer memory 错误。

解决方案:启动参数 -XX:MaxDirectMemorySize 调整 Direct ByteBuffer 的上限值。