工作中最常见的6种OOM问题

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• 前言
• 1 堆内存OOM
• 2 栈内存OOM
• 3 栈内存溢出
• 4 直接内存OOM
• 5 GC OOM
• 6 元空间OOM

前言

今天，跟大家一起聊聊线上服务出现OOM问题的6种场景，希望对你会有所帮助。

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1 堆内存OOM

堆内存OOM是最常见的OOM了。

出现堆内存OOM问题的异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

此OOM是由于JVM中heap的最大值，已经不能满足需求了。

举个例子：

public class HeapOOMTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<HeapOOMTest> list = Lists.newArrayList();
        while (true) {
            list.add(new HeapOOMTest());
        }
    }
}

这里创建了一个list集合，在一个死循环中不停往里面添加对象。

执行结果：

出现了java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space的堆内存溢出。

很多时候，excel一次导出大量的数据，获取在程序中一次性查询的数据太多，都可能会出现这种OOM问题。

我们在日常工作中一定要避免这种情况。

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2 栈内存OOM

有时候，我们的业务系统创建了太多的线程，可能会导致栈内存OOM。

出现堆内存OOM问题的异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

给大家举个例子：

public class StackOOMTest {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            new Thread().start();
        }
    }
}

使用一个死循环不停创建线程，导致系统产生了大量的线程。

执行结果：

如果实际工作中，出现这个问题，一般是由于创建的线程太多，或者设置的单个线程占用内存空间太大导致的。

建议在日常工作中，多用线程池，少自己创建线程，防止出现这个OOM。

3 栈内存溢出

我们在业务代码中可能会经常写一些递归调用，如果递归的深度超过了JVM允许的最大深度，可能会出现栈内存溢出问题。

出现栈内存溢出问题的异常信息如下：

java.lang.StackOverflowError

例如：

public class StackFlowTest {
    public static void main(String[] args) {
        doSamething();
    }

    private static void doSamething() {
        doSamething();
    }
}

执行结果：

出现了java.lang.StackOverflowError栈溢出的错误。

我们在写递归代码时，一定要考虑递归深度。即使是使用parentId一层层往上找的逻辑，也最好加一个参数控制递归深度。防止因为数据问题导致无限递归的情况，比如：id和parentId的值相等。

4 直接内存OOM

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域。

它来源于NIO，通过存在堆中的DirectByteBuffer操作Native内存，是属于堆外内存，可以直接向系统申请的内存空间。

出现直接内存OOM问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory

例如下面这样的：

public class DirectOOMTest {

    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();
        int count = 0;
        try {
            while (true) {
                // 使用直接内存
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
                list.add(byteBuffer);
                count++;
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        } finally {
            System.out.println(count);
        }
    }
}

执行结果：

会看到报出来java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory直接内存空间不足的异常。

5 GC OOM

GC OOM是由于JVM在GC时，对象过多，导致内存溢出，建议调整GC的策略。

出现GC OOM问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

为了方便测试，我先将idea中的最大和最小堆大小都设置成10M：

-Xmx10m -Xms10m

例如下面这个例子：

public class GCOverheadOOM {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
            executor.execute(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(10000);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            });
        }
    }
}

执行结果：

出现这个问题是由于JVM在GC的时候，对象太多，就会报这个错误。

我们需要改变GC的策略。

在老代80%时就是开始GC，并且将-XX:SurvivorRatio（-XX:SurvivorRatio=8）和-XX:NewRatio（-XX:NewRatio=4）设置的更合理。

6 元空间OOM

JDK8之后使用Metaspace来代替永久代，Metaspace是方法区在HotSpot中的实现。

Metaspace不在虚拟机内存中，而是使用本地内存也就是在JDK8中的ClassMetadata，被存储在叫做Metaspace的native memory。

出现元空间OOM问题时异常信息如下：

java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace

为了方便测试，我修改一下idea中的JVM参数，增加下面的配置：

-XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m

指定了元空间和最大元空间都是10M。

接下来，看看下面这个例子：

public class MetaspaceOOMTest {
    static class OOM {
    }

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        try {
            while (true) {
                i++;
                Enhancer enhancer = new Enhancer();
                enhancer.setSuperclass(OOM.class);
                enhancer.setUseCache(false);
                enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                    @Override
                    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                        return methodProxy.invokeSuper(o, args);
                    }
                });
                enhancer.create();
            }
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行结果：

程序最后会报java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace的元空间OOM。

这个问题一般是由于加载到内存中的类太多，或者类的体积太大导致的。