2-3-内存泄漏和内存溢出

1、内存泄漏和内存溢出区别

内存泄漏是指程序在申请内存后无法释放已申请的内存空间一次内存泄漏似乎不会有大的影响但内存泄漏堆积后的后果就是内存溢出。

内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用(new)可是使用完了以后却不归还(delete)结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问也许你把它的地址给弄丢了而系统也不能再次将它分配给需要的程序。就相当于你租了个带钥匙的柜子你存完东西之后把柜子锁上之后把钥匙丢了或者没有将钥匙还回去那么结果就是这个柜子将无法供给任何人使用也无法被垃圾回收器回收因为找不到他的任何信息

内存溢出out of memory指程序申请内存时没有足够的内存供申请者使用或者说给了你一块存储int类型数据的存储空间但是你却存储long类型的数据那么结果就是内存不够用此时就会报错OOM,即所谓的内存溢出。

一个盘子用尽各种方法只能装4个果子你装了5个结果掉倒地上不能吃了。这就是溢出。比方说栈栈满时再做进栈必定产生空间溢出叫上溢栈空时再做退栈也产生空间溢出称为下溢。就是分配的内存不足以放下数据项序列,称为内存溢出。说白了就是我承受不了那么多那我就报错

内存泄漏的堆积最终会导致内存溢出

2、常见内存溢出解决方案

1.JVM Heap堆溢出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

JVM在启动的时候会自动设置JVM Heap的值 可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项可进行设置。在JVM中如果98%的内存是用于GC,且可用的Heap size 不足2%的时候将抛出此异常信息

解决措施手动设置JVM Heap堆的大小

Xmn -Xms -Xmx
其中-Xms表示memory size 初始内存大小即最小分配内存默认是物理内存的1/64
	 -Xmx表示maximum memory size即最大分配的内存由-Xmx指定默认是物理内存的1/4
	 -Xmn:表示young generation的heap大小/年轻代的大小

案例演示

// -Xms5m -Xmx10m
public class HeapOOM {
        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);
            }
    }
}

调整堆内存的大小可以把这个值调大越大存储的对象就越多

测试结果为当count的值累加到160065时发生如下异常

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210)
	at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181)
	at java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:265)

2.Metaspace溢出 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

JVM中的内存区域一般分为3个部分 年轻代、年老代和永久代永久代在JDK 7中逐渐变化到JDK 8之后完全消失合并到了Native堆中
1、何为永久区
  主要是JVM在运行过程中存放Class的静态信息Main方法信息常量信息静态方法和变量信息共享变量等信息。一般很少被JVM进行回收。一般的动态替换Class的行为都是在这个区域来进行的可以说 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace的主要原因, 是加载到内存中的 class 数量太多或体积太大
2、jdk1.7或之前设置永久区空间
  -XX:PermSize和-XX:MaxPermSize设置永久代大小即可
  设置jvm参数
  -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
  抛出异常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 永久去溢出
3、JDK8中已经完全移除了永久带在移除了Perm区域之后JDK 8中使用MetaSpace来替代这些空间都直接在堆上来进行分配。  在JDK8中类 的元数据存放在native堆中这个空间被叫做元数据区
  设置jvm参数
  -XX:MetaspaceSize=5M -XX:MaxMetaspaceSize=7M
  抛出异常java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace 元数据区溢出

案例演示借助CGLib直接操作字节码运行时生成了大量的动态类装载到永久保存区

public class MicroGenerator {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Let us do it now.....");
    for(int i=0;i<100000;i++){
      Enhancer enhancer = new Enhancer();
      enhancer.setCallbackTypes(new Class[] {
              Dispatcher.class, MethodInterceptor.class });
      enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilter() {
        public int accept(Method method) {
          return 1;
        }
      });

      Class clazz = enhancer.createClass();
      System.out.println("Time:" + System.currentTimeMillis());
    }
  }
}

3.栈溢出 java.lang.StackOverflowError : Thread Stack space (简称SOF)

栈溢出了JVM依然是采用栈式的虚拟机这个和C和Pascal都是一样的。函数的调用过程都体现在堆栈和退栈上了。调用构造函数的 “层”太多了以致于把栈区溢出了。 通常来讲一般栈区远远小于堆区的因为函数调用过程往往不会多于上千层而即便每个函数调用需要 1K的空间这个大约相当于在一个C函数内声明了256个int类型的变量那么栈区也不过是需要1MB的空间。通常栈的大小是1-2MB的。通俗一点讲就是单线程的程序需要的内存太大了。 通常递归也不要递归的层次过多很容易溢出

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。

解决办法

1修改程序
2通过 -Xss: 来设置每个线程的Stack大小即可 
   -Xss128k

案例代码1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

public class JavaVMStackSOF {
    private int count = 0;
    public static void main(String[] args) {
        new JavaVMStackSOF().method();
    }
    public void method() {
        
        System.out.println(++count);
        method();
    }
}

案例代码2 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

/**
 * VM Args: -Xss128k
 */
public class JavaVMStackOOM {
    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);
        }
    }

异常信息

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
    at java.lang.Thread.start0(Native Method)
    at java.lang.Thread.start(Thread.java:693)
    at com.demo.test.JavaVMStackOOM.main(JavaVMStackOOM.java:21)