JVM OutOfMemoryError

该Error的层级结构：

java.lang

类 OutOfMemoryError

java.lang.Object
java.lang.Throwable
java.lang.Error
java.lang.VirtualMachineError
java.lang.OutOfMemoryError
所有已实现的接口：

Serializable

API中的说明：因为内存溢出或没有可用的内存提供给垃圾回收器时，Java虚拟机无法分配一个对象，这时抛出该Error。

需要理解JVM的内存划分，堆（heep）和栈（stack）。

堆中存放Object对象数据，例如new出来的Object。当没有任何引用指向某对象时，该对象可能被垃圾回收。有关垃圾回收算法，可参考其他有关文章，网上很多。关于对象引用，按强弱还有强引用，软引用，弱引用，虚引用之分。强引用，一般不会被垃圾回收，若内存不足，只好抛出OutOfMemoryError；软引用，垃圾回收器扫描时，若是内存不足的情况下，这种引用的对象会被回收。弱引用，只要垃圾回收器扫描，就会回收。

栈是动态的，每起一个线程就会起一个栈，每个线程中每个方法会在栈中起一个帧，称栈帧；每一帧中存的是方法的局部变量，中间值等信息。方法执行结束，栈帧内存释放，线程结束栈内存释放。

下面的内容引用自51CTO的evan2012的一篇文章：JVM的内存溢出异常

在Java虚拟机规范的描述中，除了PC(程序计数器)寄存器外，虚拟机内存的其他几个运行时区域都有发生OutOfMemoryError的可能。当发生OutOfMemoryError时，无法用try...catch捕捉。

简单介绍几个JVM的参数设置：

-Xss128k

每个线程的java栈大小,一个线程java栈所有栈帧大小总和不能超过128k。

-Xms128m

表示JVM Heap(堆内存)，初始分配128MB

-Xmx512m

表示JVM Heap(堆内存)最大允许的尺寸512MB。

-XX:PermSize=20M

设置方法区的初始大小

-XX:MaxPermSize=30M

设置方法区的最大值

关于这些参数的设置，详细可以查看JVM性能调优方面的文章。

Java栈内存溢出

在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

1.StackOverflowError异常

每当java程序代码启动一个新线程时，Java虚拟机都会为它分配一个Java栈。Java栈以帧为单位保存线程的运行状态。当线程调用java方法时，虚拟机压入一个新的栈帧到该线程的java栈中。只要这个方法还没有返回，它就一直存在。如果线程的方法嵌套调用层次太多(如递归调用)，随着java栈中帧的逐渐增多，最终会由于该线程java栈中所有栈帧大小总和大于-Xss设置的值，而产生StackOverflowError内存溢出异常。例子如下：

package leon.java.outofmemory;

public class StackOverflow {
private static int count = 0;

public static void main(String[] args) {
method();
}

public static void method() {
System.out.println(++count);
method();
}

}

该代码执行，到count到某个值时，抛出java.lang.StackOverflowError。

随着-Xss参数值的增大，可以嵌套的方法调用层次也相应增加。

综上所述，StackOverflowError异常是由于方法调用的层次太深，最终导致为某个线程分配的所有栈帧大小总和大于-Xss设置的值，从而发生StackOverflowError异常。

2.OutOfMemoryError异常

java程序代码启动一个新线程时，没有足够的内存空间为该线程分配java栈(一个线程java栈的大小由-Xss参数确定)，jvm则抛出OutOfMemoryError异常。例子如下：

package leon.java.outofmemory;

public class OutoffMemory {

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);
}
}
}

当count达到某个值时发生：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

Java堆内存溢出

Java堆用于储存对象实例。当需要为对象实例分配内存，而堆的内存占用又已经达到-Xmx设置的最大值。将会抛出OutOfMemoryError异常。例子如下：

package leon.java.outofmemory;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HeapOutoffMemory {

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);
}
}
}

count到某个值时，发生：

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

方法区溢出

方法区用于存放java类型的相关信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。在类装载器加载class文件到内存的过程中，虚拟机会提取其中的类型信息，并将这些信息存储到方法区。当需要存储类信息而方法区的内存占用又已经达到-XX:MaxPermSize设置的最大值。将会抛出OutOfMemoryError异常。对于这种情况的测试，基本的思路是运行时产生大量的类去填满方法区，直到溢出。这里需要借助cglib直接操作字节码运行时，生成了大量的动态类。需要导入jar包cglib-2.2.2.jar和asm-3.3.jar，其他版本的也可以。例子如下：

package leon.java.outofmemory;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class MaxPermSizeOverflow {
public static void main(String[] args) {
int count = 0;
while (true) {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(MaxPermSizeOverflow.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);
}
}
}

当count达到某个值是，抛出：

5049 Exception in thread "main" net.sf.cglib.core.CodeGenerationException: java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:237) at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:377) at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:285) at leon.java.outofmemory.MaxPermSizeOverflow.main(MaxPermSizeOverflow.java:22) Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:597) at net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:384) at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:219) ... 3 more 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

请注意提示信息：Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
这就是方法区溢出。

了解了这个之后，对处理OutOfMemoryError的问题应该有很大的帮助。